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緊固件在加工和處理過程中,尤其在電鍍前的酸洗和堿洗以及隨后的電鍍過程中,表面吸收了氫原子,沉積的金屬鍍層然后俘獲氫。當(dāng)緊固件擰緊時(shí),氫朝著應(yīng)力蕞集中的部分轉(zhuǎn)夠,
引起壓力增髙到超過基體金屬的強(qiáng)度并產(chǎn)生微小的表面裂開。氫特別活動(dòng)并很快滲入到新形成的裂隙中去。這種壓力-裂開滲入的循環(huán)一直繼續(xù)到緊固件斷裂。通為了消除氫脆的威脅,緊固件要在鍍后盡可能快地加熱烘焙,以使氫從鍍層中滲出,烘焙通常在375-4000F(176-190℃)進(jìn)行3-24小時(shí)。 由于機(jī)械鍍鋅是非電解質(zhì)的,這實(shí)際上消除了氫脆的威脅。
電鍍結(jié)晶步驟
吸附原子通過表面擴(kuò)散,到達(dá)生長點(diǎn)而進(jìn)入晶格,或吸附原子相互碰撞形成新的晶核并長大成晶體。
金屬離子以一定的電流密度進(jìn)行陰極還原時(shí),原則上,只要電極電位足夠負(fù),任何金屬離子都可能在陰極上還原,實(shí)現(xiàn)電沉積。但由于水溶液中有氫離子、水分子及多種其他離子,使得一些還原電位很負(fù)的金屬離子實(shí)際上不可能實(shí)現(xiàn)沉積過程。所以,金屬離子在水溶液中能否還原,不僅決定于其本身的電化學(xué)性質(zhì),還決定于金屬的還原電位與氫還原電位的相對(duì)大小。若金屬離子還原電位比氫離子還原電位更負(fù),則電極上大量析出氫,金屬沉積。金屬離子還原析出的可能性是獲得鍍層的首要條件,而要獲得質(zhì)量優(yōu)良的鍍層,還要有合理的鍍液組成和合理的工藝控制。
模具?電鍍的狀態(tài)要求有哪些?
模具電鍍零件硬度達(dá)到要求。拉深模零件表面在板材成形過程中承受巨大載荷,尤其在拉深筋槽R角部位,當(dāng)筋槽R角硬度不足時(shí),易出現(xiàn)疲勞磨損、塌陷及變形等失效形式,降低模具零件精度與制件成形質(zhì)量。電鍍前需檢查拉深模筋槽R角的硬度是否滿足要求(48~53HRC),針對(duì)局部硬度不足區(qū)域,采用火焰淬火強(qiáng)化處理以增大表層硬度。型面和拉深筋槽R角部位無砂眼、裂紋;壓邊圈上不能存在阻礙板料流動(dòng)的凹凸缺陷。
鉻層厚度通常約為20~40μm,無法覆蓋型面上的砂眼或裂紋等缺陷,由于電鍍過程中的電解反應(yīng)是尖波放電,波峰變厚、波谷變薄,缺陷反而會(huì)因鍍鉻酸洗出現(xiàn)擴(kuò)大現(xiàn)象,降低模具零件型面精度與鉻層附著質(zhì)量。針對(duì)上述缺陷,通常采用裂紋探傷劑(DPT-5)探測(cè)模具零件型面的缺陷分布,并采用材質(zhì)接近的鑄鐵焊條TM2000系列進(jìn)行修復(fù),確保熔敷金屬與母材的兼容性,為鉻層的附著創(chuàng)造良好基礎(chǔ),否則容易導(dǎo)致鉻層脫落或焊接處凸起。
硬度是鍍層的重要機(jī)械性能之一。鍍層的硬度決定于鍍層金屬的結(jié)晶組織。為了消除基體材對(duì)鍍層的影響和鍍層厚度對(duì)壓痕尺寸了限制,一般用顯微硬度法。即采用顯微硬度計(jì)上的金剛石壓頭,在一定靜負(fù)荷的作用下,壓入試樣的鍍層表面或剖面,獲得相應(yīng)正方角錐體壓痕。然后用硬度上測(cè)微目鏡將壓痕放大一定倍率,測(cè)量其對(duì)壓痕對(duì)角線長度。
鍍層脆性是鍍層物理性能中的一項(xiàng)重要指針。脆性的存在往往會(huì)導(dǎo)致鍍層開裂,結(jié)合力下降,乃至直接影響鍍件的使用價(jià)值。 鍍層脆性的測(cè)試,一般通過試樣在外力作用下使之變形,直至鍍層產(chǎn)生裂紋,然后以鍍層產(chǎn)生裂紋時(shí)的變形程度或撓度值大小,作為評(píng)定鍍層脆性的依據(jù)。