活塞桿鍍鎳層套鉻時(shí)發(fā)花的原因分析及對(duì)策

王志遠(yuǎn)， 梅艷霞， 黃興林， 于鐵柱

（徐州徐工液壓件有限公司 技術(shù)中心，江蘇 徐州221004）

0 前言

液壓油缸活塞桿一般鍍硬鉻，對(duì)耐蝕性有較高要求的鍍半光亮鎳／光亮鎳／硬鉻?；钊麠U鍍鎳層套鉻時(shí)常出現(xiàn)發(fā)花現(xiàn)象，鍍層表面無金屬光澤，嚴(yán)重影響桿體的外觀質(zhì)量。造成鍍鉻發(fā)花的原因較多，如鍍鎳后活塞桿放置時(shí)間過長(zhǎng)、鍍鎳后清洗不良、鍍鉻液中雜質(zhì)過多等。本文重點(diǎn)介紹了活塞桿鍍鎳層套鉻時(shí)發(fā)花的常見原因及解決方法，以期為同行提供參考。

1 工藝流程

2 原因分析及對(duì)策

2.1 光亮鎳層存在問題

光亮鎳層存在問題主要分為兩種情況：一種是鍍鎳層發(fā)花，鍍鉻后鉻層也發(fā)花，這種發(fā)花現(xiàn)象較易發(fā)現(xiàn)和解決；另一種是鍍鎳層不發(fā)花，但是鍍鎳層發(fā)生鈍化，導(dǎo)致鍍鉻后出現(xiàn)發(fā)花現(xiàn)象。下面分別對(duì)這兩種情況予以討論。

2.1.1 鍍鎳層本身發(fā)花

（1）初級(jí)光亮劑添加過量

鍍鎳液中的初級(jí)光亮劑與次級(jí)光亮劑配合，可以得到全光亮的鍍鎳層。除了作為光亮劑外，初級(jí)光亮劑還可作為應(yīng)力消除劑，使鍍層產(chǎn)生的壓應(yīng)力抵消鍍層中的拉應(yīng)力，提高鍍層的韌性。但是如果鍍鎳液中初級(jí)光亮劑的體積分?jǐn)?shù)過高，會(huì)造成鍍鎳層發(fā)霧，在該鍍層上鍍鉻，就會(huì)造成鍍鉻層發(fā)花。

處理方法：通過赫爾槽試驗(yàn)及對(duì)鍍液成分進(jìn)行分析，確定鍍鎳液中初級(jí)光亮劑的體積分?jǐn)?shù)，通過電解處理降低其體積分?jǐn)?shù)。

（2）鍍鎳液中有油污

工件未清洗徹底、掛具存在油污、電鍍生產(chǎn)線上潤(rùn)滑油滴漏等，均會(huì)造成鍍層發(fā)花，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成鍍層脫皮。

處理方法：保證工件清洗徹底；對(duì)現(xiàn)場(chǎng)使用的掛具進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，并及時(shí)清洗；對(duì)于槽液中的油類雜質(zhì)，用乳化劑將其乳化，然后用活性炭吸附，再過濾除去。

（3）鍍鎳后清洗不良

鍍鎳后浸在水中的工件，由于清洗水受到污染，造成套鉻前的工件存在發(fā)花現(xiàn)象，繼續(xù)鍍鉻就會(huì)出現(xiàn)發(fā)花現(xiàn)象。

解決方法：用鉻酸液清洗鍍鎳件，可以保證鍍鎳件不花發(fā)。

2.1.2 鍍鎳層鈍化

（1）鍍件形成雙性電極

在電鍍過程中不關(guān)閉電源而進(jìn)行連續(xù)操作，會(huì)使鍍件在出槽時(shí)形成雙性電極，作為陽極的鍍鎳層上就會(huì)形成鈍化膜。

處理方法：在工件出槽時(shí)，減小電流甚至切斷電源，避免雙電極的產(chǎn)生。

（2）鍍鎳件放置時(shí)間過長(zhǎng)

鎳是具有強(qiáng)鈍化能力的金屬，如果工件在鍍完半光亮鎳和光亮鎳后，未能及時(shí)鍍鉻，鍍鎳件在空氣中放置時(shí)間過長(zhǎng)，被空氣中的氧氧化，形成鈍化膜。

處理方法：合理安排生產(chǎn)，鍍鎳后及時(shí)鍍鉻。

（3）電鍍過程中斷電

鍍鉻過程中斷電，當(dāng)鍍鎳件在含有強(qiáng)氧化劑的鍍鉻液中停留時(shí)，就會(huì)造成鍍鎳層鈍化。

處理方法：斷電后，取出工件，經(jīng)活化后重新電鍍；清理導(dǎo)電元件，保證導(dǎo)電性良好；另外，可以用鹽酸對(duì)鍍鎳后的工件進(jìn)行活化處理，將鈍化膜中的高價(jià)物質(zhì)還原為低價(jià)物質(zhì)，從而使鈍化膜變?yōu)椴贿B續(xù)的多孔膜而除去，達(dá)到活化鍍鎳層的目的。

（4）鍍鎳后回收水的pH值高

如果鎳回收槽液的pH值大于6，容易導(dǎo)致光亮鎳層鈍化，鍍鉻后出現(xiàn)發(fā)花現(xiàn)象。

處理方法：用硫酸調(diào)整回收水pH值為3～5。

2.2 鍍鉻本身的問題

2.2.1 鍍液成分比例失調(diào)

鍍鉻液的組成比較簡(jiǎn)單，主要含有鉻酐、硫酸根和三價(jià)鉻。如果鉻酐和硫酸根的比例失調(diào)或者三價(jià)鉻偏離標(biāo)準(zhǔn)值，都會(huì)導(dǎo)致鍍鉻層發(fā)花。鉻沉積過程中會(huì)形成膠體膜，而硫酸根的溶膜作用是鉻沉積不可缺少的條件。但是如果鍍鉻液中硫酸根的質(zhì)量濃度過高，鍍件入槽時(shí)先是在陽極出現(xiàn)大量細(xì)小的氧氣泡，然后在陰極出現(xiàn)少量較大的氫氣泡，鍍件出槽時(shí)就會(huì)出現(xiàn)發(fā)花現(xiàn)象。

三價(jià)鉻與硫酸根形成硫酸鉻，能促進(jìn)鉻在低電流密度區(qū)的沉積。當(dāng)三價(jià)鉻的質(zhì)量濃度低于2g／L時(shí)，就會(huì)使低電流密度區(qū)鉻沉積困難，鍍鉻層發(fā)花。

處理方法：可以通過赫爾槽試驗(yàn)和化學(xué)分析方法確定鍍液成分。如果硫酸根的質(zhì)量濃度較高，可通過補(bǔ)加鉻酐的方法調(diào)節(jié)鉻酐與硫酸根的比例；如果三價(jià)鉻的質(zhì)量濃度過低，可通過電鍍前的電解處理，將六價(jià)鉻還原為三價(jià)鉻。

2.2.2 鍍液中雜質(zhì)過多

鐵雜質(zhì)的質(zhì)量濃度超過10g／L以后，會(huì)導(dǎo)致鍍液的電導(dǎo)率降低，電流不穩(wěn)定，光亮范圍變窄，鍍層出現(xiàn)發(fā)花現(xiàn)象。鐵雜質(zhì)主要來源于鍍件深凹處鐵質(zhì)的溶解，或者反刻過程中溶解的工件未清洗干凈就進(jìn)入鍍鉻槽中，造成鍍液中鐵雜質(zhì)的質(zhì)量濃度升高。所以，鍍鉻前要對(duì)鍍鎳件進(jìn)行徹底清洗。

氯離子是主要的非金屬雜質(zhì)，主要來源于清洗工件用的自來水。如果氯離子的質(zhì)量濃度超過0.5 g／L，會(huì)降低鍍液的分散能力、覆蓋能力及鍍層的結(jié)合力，使鍍層粗糙、發(fā)花。

處理方法：可加入硫酸銀、碳酸銀等產(chǎn)生沉淀除去氯離子，但是該方法的成本高。一般采用電解法使氯離子以氯氣的形成逸出。鍍鉻對(duì)鍍前清洗的要求比較高，最好使用去離子水或蒸餾水對(duì)鍍件進(jìn)行清洗，避免自來水中的氯離子被帶入鍍鉻液中。鍍液中氯離子的質(zhì)量濃度一般控制在0.03g／L以下。

2.2.3 槽底沉渣

如果鍍液長(zhǎng)期未清理，槽底會(huì)沉積大量沉渣。如鉛陽極、鉛襯里等被鉻酸腐蝕后與其他雜質(zhì)摻雜沉積于槽底。在電鍍過程中，由于槽液攪拌，沉渣泛起，吸附于鍍件表面，就會(huì)造成鍍層發(fā)花。

處理方法：對(duì)槽液進(jìn)行定期過濾處理，以除去槽液中的沉渣。

2.2.4 電力線分布不均

電鍍中一般要求陽極的長(zhǎng)度要大于陰極（工件）的，陰陽極形狀相似和不擾亂電位場(chǎng)是獲得均勻電流分布的總原則。因此，如果陽極的長(zhǎng)度小于陰極的，就會(huì)造成陰極端部沒有電力線分布或者電力線不足，從而造成電流不足，導(dǎo)致鍍鉻層發(fā)花。

處理方法：檢查陽極的長(zhǎng)度是否大于陰極的，并予以糾正。

2.3 其他原因

鍍鉻使用的三相整流電源缺一相、鉻酐不純、掛具掛鉤與工件彈性不緊、電鍍車間環(huán)境差等，也會(huì)造成鍍鎳層套鉻時(shí)出現(xiàn)發(fā)花現(xiàn)象。

3 結(jié)論

本文重點(diǎn)從鍍鎳層存在問題及鍍鉻槽液本身存在問題導(dǎo)致鍍鉻層發(fā)花兩個(gè)方面進(jìn)行了討論。除設(shè)備和原料問題以外，其他因素都可通過加強(qiáng)車間管控、嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)范來避免。