Zinc Alloy Die Casting Bubble Analysis

  锌合金压铸件目前广泛应用于各种装饰方面，如领带夹、皮带扣、各种金属饰扣等，因而对铸件表面质量要求高，并要求有良好的表面处理性能。而锌合金压铸件最常见的缺陷是表面起泡。

  铸件表面在以下情况下有鼓起的包称之为起泡，是铸件内缺陷的外部表现。

  (1)压铸出来就发现。

  (2)抛光或加工后显露出来。

  (3)喷漆或电镀后出现。

  (4)放置一段时间后发现。

  一、产生原因

  1.孔洞引起：主要是气孔和收缩机制，气孔往往是圆形，而收缩多数是不规则形。

  气孔产生原因：

  a 金属液在充型、凝固过程中，由于气体侵入，导致铸件表面或内部产生孔洞。

  b 涂料挥发出来的气体侵入。

  c 合金液含气量过高，凝固时析出。当型腔中的气体、涂料挥发出的气体、合金凝固析出的气体，在模具排气不良时，最终留在铸件中形成的气孔。

  缩孔产生原因：

  a 金属液凝固过程中，由于体积缩小或最后凝固部位得不到金属液补缩，而产生缩孔。

  b 厚薄不均的铸件或铸件局部过热，造成某一部位凝固慢，体积收缩时表面形成凹位。由于气孔和缩孔的存在，使压铸件在进行表面处理时，孔洞可能会进入水，当喷漆和电镀后进行烘烤时，孔洞内气体受热膨胀;或孔洞内水会变蒸气，体积膨胀，因而导致铸件表面起泡。

  2.晶间腐蚀引起：锌合金成分中有害杂质：铅、镉、锡会聚集在晶粒交界处导致晶间腐蚀，金属基体因晶间腐蚀而破碎，而电镀加速了这一祸害，受晶间腐蚀的部位会膨胀而将镀层顶起，造成铸件表面起泡。特别是在潮湿环境下晶间腐蚀会使铸件变形、开裂、甚至破碎。

  3.裂纹引起：水纹、冷隔纹、热裂纹。

  水纹、冷隔纹：金属液在充型过程中，先进入的金属液接触型壁过早凝固，后进入金属液不能和已凝固金属层熔合为一体，在铸件表面对接处形成叠纹，出现条状缺陷。水纹一般是在铸件表面浅层;而冷隔纹有可能渗入到铸件内部。

  热裂纹：a、当铸件厚薄不均，凝固过程产生应力;b、过早顶出，金属强度不够;c、顶出时受力不均;d、过高的模温使晶粒粗大;e、有害杂质存在。

  当压铸件存在水纹、冷隔纹、热裂纹，电镀时溶液会渗入到裂纹中，在烘烤时转化为蒸气，气压顶起电镀层形成起泡。

  二、解决缺陷方案

  1、控制气孔产生，关键是减少混入铸件内的气体量，理想的金属流应不断加速地由喷嘴经过分流锥和浇道进入型腔，形成一条顺滑及方向一致的金属流，采用锥形流道设计，即浇流应不断加速地由喷嘴向内浇口逐渐减少，可达到这个目的。在充填系统中，混入的气体是由于湍流与金属液相混合而形成气孔，从金属液由浇铸系统进入型腔的模拟压铸过程的研究中，明显看出浇道中尖锐的转变位和递增的浇道截面积，都会使金属液流出现湍流而卷气，平稳的金属液才有利于气体从浇道和型腔进入溢流槽和排气槽，排出模外。

  对于缩孔：要使压铸凝固过程中各个部位尽量同时均匀散热，同时凝固。可通过合理的水口设计，内浇口厚度及位置，模具设计，模温控制及冷却，来避免缩孔产生。

  对于晶间腐蚀现象：主要是控制合金原料中有害杂质含量，特别是铅<0.003%。注意废料带来的杂质元素。

  对于水纹、冷隔纹，可提高模具温度，加大内浇口速度，或在冷隔区加大溢流槽，来减少冷隔纹的出现。

  对于热裂纹：压铸件厚薄不要急剧变化以减少应力产生;相关的压铸工艺参数作调整;降低模温。

  2、锌合金电镀起泡的原因：

  电镀之前的表面处理是引起锌合金起泡的主要原因，因为锌合金为两性金属，易与酸反应，也易与碱反应，一般电镀之前有去油和酸洗两道工序。

  去油一般是碱性的常温去油剂，酸洗溶液一般是三酸的混合液(HCL\H2SO4\HNO3)

  去油是主要引起锌合金电镀起泡的主要原因：

  去油一般是用加温了的常温去油剂长时间的浸泡和搅拌，化学反应时间较长.一般酸洗时间较短，不易产生此起泡现象。(因酸洗用的是配比的强酸，有很强的浸蚀性，所以一般锌合金在电镀时不去油，用硫酸活化一下即可电镀)

  3、锌合金的电镀工艺：

  由于锌合金金属的电介位的关系，锌合金不能直接在表面镀银\镍\金等等镀层，需要镀一层较厚的中间层铜层(一般铜层为5微米左右)

  不过，锌合金在压铸后组织的松散也会导致起泡现象，这属于压铸不合格，一般这种现象的不良比率不会太高，这就需要大家分析起泡现象是出现在什么工序的。

  综上所述，锌合金电镀起泡现象是电镀中常有发生的现象，所以选择好的电镀供应商其实是一个关键的因素，如果一个电镀商很少或是根本没有加工过锌合金电镀，那么要他给你供稳定质量的电镀产品，想是有一定的难度的，所以去电镀厂家的考查还是有必要的(由于电镀厂家一般都是又差又脏，可能是重污染行业的关系，小作坊从事的较多，优秀的私营电镀厂少之又少，各位如果都能够走出去做品质的话，想是收获一定不少)