淺談低溫鍍鐵（合金）工藝要點(diǎn)

凌家倫

（簡(jiǎn)陽(yáng)市新力電鍍廠，四川 簡(jiǎn)陽(yáng) 641400）

淺談低溫鍍鐵（合金）工藝要點(diǎn)

凌家倫

（簡(jiǎn)陽(yáng)市新力電鍍廠，四川 簡(jiǎn)陽(yáng) 641400）

0 前言

低溫鍍鐵（合金）工藝由于具有成本低、效率高、質(zhì)量好、原料豐富、節(jié)水、節(jié)能、減排、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的機(jī)械、礦山、交通、冶金、石油、化工、水電、軍工等行業(yè)部門(mén)，被列為“綠色維修、機(jī)械再制造”的項(xiàng)目之一，已經(jīng)引起各部門(mén)的高度重視和關(guān)注。

近年來(lái)，筆者到遼寧、河北、河南、山西、陜西、江蘇、山東、重慶等地調(diào)研，發(fā)現(xiàn)還有不少問(wèn)題須指出，供有關(guān)廠家、人員參考。

1 鍍液配方及工藝條件

氯化亞鐵350～400g/L，氯化鈉5～10g/L，添加元素（如V，Ni，Mn等）適量，pH值1.0～1.5，10～30A/dm2，30～50℃。

2 影響因素分析

2.1 pH值

通常pH值應(yīng)控制在1.0～1.5范圍內(nèi)。pH值過(guò)高時(shí)，F(xiàn)e2＋易氧化成Fe3＋，生成Fe（OH）3沉淀，從而使鍍液惡化、鍍層氫脆；pH值過(guò)低時(shí)，鍍層滲氫嚴(yán)重，導(dǎo)致結(jié)合力下降，陰極電流效率降低，陽(yáng)極溶解加快，主鹽的質(zhì)量濃度增加。pH值對(duì)鍍鐵液的作用復(fù)雜，對(duì)鍍層機(jī)械性能的影響還需進(jìn)一步研究。鐵的標(biāo)準(zhǔn)電極電位（－0.44V）比氫的負(fù)，只有當(dāng)氫的過(guò)電位超過(guò)鐵的很多時(shí)，鐵才有可能在陰極上析出?？梢?jiàn)，鍍鐵過(guò)程對(duì)H＋非常敏感。

2.2 溫度

低溫鍍鐵（合金）工藝的溫度控制在30～50℃的范圍內(nèi)。在相同的電流密度下，隨著溫度的升高，鍍層的硬度下降。由于受到磨削加工的限制，通常采用車(chē)削加工，可將溫度提高到50℃以上，但是要注意pH值的變化。

2.3 氯化亞鐵

氯化亞鐵的質(zhì)量濃度一般控制在200～500 g/L范圍內(nèi)，其最佳的質(zhì)量濃度為400g/L。該鍍液的分散能力和深鍍能力均較好，適用于電鍍維修一般零件及復(fù)雜零件（如曲軸等）。如果經(jīng)常修復(fù)形狀簡(jiǎn)單的零件（如煤礦綜采設(shè)備上的液壓支柱），氯化亞鐵的質(zhì)量濃度可提高，有利于加快沉積速率，但是鍍件的硬度有所降低；反之，氯化亞鐵的質(zhì)量濃度較低時(shí)，硬度有所提高，可能與鍍層滲氫機(jī)會(huì)多及鐵晶核畸變有關(guān)。

2.4 電流密度

電鍍鐵（合金）過(guò)程中，電流密度控制在10～30 A/dm2。由于電流密度不大，一般形成垂直于鍍面的超細(xì)晶的纖維狀晶粒。

如果電流密度增加，沉積速率加快，晶?；兇?，儲(chǔ)存能大，導(dǎo)致再結(jié)晶溫度降低，形成的鍍層粗糙；在鍍件的尖端及棱角部位，因電流的邊緣效應(yīng)和陰極濃差極化，鍍層還出現(xiàn)氣孔、凹坑等缺陷。

電流密度小，沉積速率慢，鍍液的分散能力和深鍍能力相應(yīng)降低，尤其電鍍曲軸、陰陽(yáng)轉(zhuǎn)子等復(fù)雜零件時(shí)更明顯?？梢?jiàn)，電流密度對(duì)鍍層的機(jī)械性能有影響?？刂七m中的電流密度很有必要，可以使鍍層達(dá)到理想的硬度、耐磨性、結(jié)合力、粗糙度等性能。

2.5 Fe3＋的作用

正常電鍍鐵（合金）溶液中，允許有少量的Fe3＋存在，其質(zhì)量濃度應(yīng)小于5g/L。若Fe3＋的質(zhì)量濃度超標(biāo)，鍍層容易產(chǎn)生氫脆、脫皮等現(xiàn)象。為了維護(hù)鍍液的穩(wěn)定性，不電鍍時(shí)，加入足量的鹽酸，使pH值保持為1，可防止Fe3＋的生成。

2.6 設(shè)備可控硅的導(dǎo)通角

常規(guī)電鍍對(duì)設(shè)備波形、導(dǎo)通角的要求不是太高。但對(duì)于電鍍鐵（合金）工藝而言，可控硅導(dǎo)通角是與溫度、主鹽的質(zhì)量濃度、電流密度、pH值一樣重要的參數(shù)之一。

可控硅設(shè)備輸出電流的波形，隨可控硅導(dǎo)通角的大小而發(fā)生變化。設(shè)備電流表反映輸出的平均電流。當(dāng)可控硅導(dǎo)通角為30°時(shí)，其峰值電流是正常輸出電流的20倍以上，因斷電時(shí)間長(zhǎng)，化學(xué)溶解嚴(yán)重，析出的氫滲入鍍層，引起鍍件質(zhì)量差。所以鍍鐵設(shè)備的選擇應(yīng)該與主要修復(fù)零件的面積相匹配。國(guó)外資料要求設(shè)備的輸出功率應(yīng)達(dá)到80%以上，而在實(shí)踐中，國(guó)內(nèi)鍍鐵設(shè)備的輸出功率應(yīng)不小于50%，這就是大功率可控硅鍍鐵設(shè)備電鍍小零件往往失敗的原因。

2.7 原材料的純潔度

原材料的純潔度是鍍鐵工藝成敗的關(guān)鍵因素，切忌疏忽大意，除應(yīng)該審核質(zhì)量合格證書(shū)外，還要多與材料檢測(cè)分析部門(mén)配合，杜絕有害材料進(jìn)入鍍鐵電解液。

（1）鐵屑、鐵粉

宜用Q 235材料鐵屑或邊角，也可以用還原純鐵粉。

（2）水質(zhì)

因地域不同，水質(zhì)狀況存在差異。河北邢臺(tái)礦區(qū)的地下水中含硫；陜西神木地區(qū)的地下水中含氟，該地自來(lái)水都不宜飲用。實(shí)際生產(chǎn)中，最好使用蒸餾水、純凈水配料。

（3）鹽酸

鹽酸的純度也因地而異，水質(zhì)狀況好的地區(qū)，可使用工業(yè)級(jí)鹽酸；水質(zhì)狀況差的地區(qū)，宜使用試劑級(jí)鹽酸，不要經(jīng)常更換供貨廠家。

（4）添加劑

提供鍍層硬度、強(qiáng)度、耐磨性的添加劑材料，一律使用化學(xué)純級(jí)別以上的試劑，排除故障及分析原料更不能例外。

3 總結(jié)

介紹了低溫鍍鐵（合金）的工藝配方及各種工藝規(guī)范的作用、利弊和最佳參數(shù)，強(qiáng)調(diào)了原材料純潔度是整個(gè)工藝成敗的關(guān)鍵因素。

該技術(shù)發(fā)展前景廣闊，作為“綠色維修、機(jī)械再制造”的項(xiàng)目之一，應(yīng)該引起有關(guān)決策部門(mén)的重視并提供較好的扶持，以便讓這項(xiàng)節(jié)能、減排、環(huán)保的高新技術(shù)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各部門(mén)中發(fā)揮更大的作用。

TQ 153

B

1000-4742（2013）01-0048-02

2011-09-29