淺談鍍前處理對硬鉻鍍層耐蝕性的影響

韓登峰， 于鐵柱， 李玉發(fā)

（徐州徐工液壓件有限公司，江蘇 徐州221004）

0 前言

電鍍硬鉻過程中最常見的鍍層缺陷是粗糙、毛刺、電擊傷、麻點和針孔等。本文主要解釋硬鉻鍍層出現(xiàn)麻點的原因并提出相應(yīng)的控制措施。

1 產(chǎn)生的原因

基體金屬長時間放置，會導(dǎo)致其局部產(chǎn)生點狀、線狀的銹斑。銹蝕會使基底表面形成凹坑，硬鉻鍍層本身沒有整平能力，只能覆蓋凹坑，無法將其填平［1］。硬鉻鍍層經(jīng)拋光，銹斑區(qū)域的鍍層厚度明顯變薄，增加硬鉻鍍層微裂紋延伸至基底的可能性，降低鍍層的耐蝕性［2］。下面就其根源進(jìn)行分析。

1.1 鍍前活塞桿磨削質(zhì)量分析

磨削過程僅使用一種型號的砂輪對工件進(jìn)行磨削，省去精磨砂輪。該種做法導(dǎo)致粗磨產(chǎn)生的缺陷無法通過后續(xù)拋光予以消除，在工件上留下深度咬傷或劃痕。如果鍍鉻前不能消除這些缺陷，進(jìn)入電鍍工序后鍍層出現(xiàn)麻坑，影響鍍層的耐蝕性［3］。另外，工人對活塞桿單次的磨削給進(jìn)量遠(yuǎn)高于工藝要求，工件表面更容易產(chǎn)生深度粗磨痕跡。這些痕跡中藏匿泥渣，經(jīng)反電刻蝕后泥渣脫落，活塞桿表面形成麻坑或微小溝壑，同樣會使鍍層產(chǎn)生麻點或微裂紋滲透到基底［4-5］。

1.2 鍍前活塞桿存放環(huán)境

由于磨削和拋光產(chǎn)能過剩，導(dǎo)致生產(chǎn)現(xiàn)場堆放大量已經(jīng)拋光好的待鍍工件，而且無任何防護(hù)涂層，放置時間有時長達(dá)96h，提高工件生銹的幾率。電鍍車間溫度高，鉻霧揮發(fā)嚴(yán)重，工件表面也受到鉻酸的腐蝕。根據(jù)上述分析進(jìn)行試驗驗證，將無任何防護(hù)層、涂抹防銹劑A 和涂抹防銹劑B的三個工件置于電鍍車間，觀察生銹時間，結(jié)果如表1所示。

表1 不同涂層的防銹效果

通過電子顯微鏡放大225倍觀察樣件的表面狀態(tài)，結(jié)果見圖1。無涂層的工件表面在4h內(nèi)出現(xiàn)大量銹斑，而涂抹防銹劑B 的工件表面在106h內(nèi)未出現(xiàn)銹斑。將電鍍后的工件進(jìn)行120h的NSS 試驗，涂抹防銹劑B 的工件的耐蝕等級為10級，而無涂層的工件的僅達(dá)到7級。由此可知，不僅要控制工件的入鍍時間，還要對鍍前拋光后的工件進(jìn)行防護(hù)，避免工件因放置時間長而產(chǎn)生基底銹蝕。

圖1 不同涂層表面的電子顯微照片

1.3 鍍前活塞桿清洗質(zhì)量

工件經(jīng)拋光后，如果其表面的油或拋光液未徹底清除，則鍍層是霧狀的，嚴(yán)重時鍍層起皮，甚至無鍍層［6］。因此，工件在入鍍前先用40℃、5%的堿水清洗3次，再使用兩道清水清洗3～4次，直至工件表面無水痕印記、水膜均勻覆蓋工件表面為止。

1.4 鍍前工件陽極侵蝕

陽極侵蝕的目的是使金屬表面的氧化膜電化學(xué)溶解并形成微觀粗糙的表面，以增加鍍層與基底的結(jié)合力［7］。如果陽極侵蝕時間過長，會造成基體滲碳，降低析氫電位，造成工件表面大量析氫，致使無鉻層沉積；另外，過蝕會造成基底粗糙，使得工件真實比表觀面積增大，真實電流面積減小，導(dǎo)致工件局部無鉻層。

2 解決方案

（1）加強(qiáng)工件磨削質(zhì)量的控制。嚴(yán)格按照工藝要求對工件進(jìn)行粗磨、半精磨、精磨，控制單次磨削量在0.01～0.02mm 范圍內(nèi)，避免因磨削量大而造成“V”型溝壑。同時根據(jù)工件表面磨削狀態(tài)及時修正砂輪，除去表面黏附的鐵屑和砂粒，降低工件表面咬傷個數(shù)，符合拋光技術(shù)要求。

（2）嚴(yán)格控制拋光后工件的入鍍時間，尤其是在濕度和酸度較高的電鍍車間內(nèi)，存放時間不超過3h。為了防止工件表面發(fā)生銹蝕和氧化，拋光后工件表面均勻涂抹防銹劑B。

（3）控制鍍前清洗的質(zhì)量。拋光后的工件表面涂抹防銹劑B，先用溫度為35～40℃的稀堿水清洗，再用3～4道水洗，確保工件清洗干凈。工件表面形成均勻的水膜，無水流痕跡，即視為清洗合格。

（4）控制鍍前工件陽極侵蝕的時間和電流密度。根據(jù)不同型號的鋼材采用不同的陽極侵蝕時間，通?？刂圃?5～60s。例如：高碳鋼控制在10～15s；中碳鋼控制在30～60s；陽極電流密度不易過大，一般控制在鍍鉻電流密度的35%～80%。

3 結(jié)語

影響鍍鉻層耐蝕性的因素較多，以上是本人在實踐中的經(jīng)驗總結(jié)。從長期的生產(chǎn)來看，對電鍍硬鉻而言，要嚴(yán)格控制鍍前處理的質(zhì)量，包括磨削、拋光、鍍前清洗及陽極侵蝕等。同時嚴(yán)格控制各工序的工藝規(guī)范性，盡量避免人為因素造成的質(zhì)量問題。

［1］奚兵.鍍硬鉻出現(xiàn)麻點的原因及對策［J］.電鍍與涂裝，2005，24（8）：22-23.

［2］任鑫.電鍍?nèi)腴T600問［M］.北京：中國紡織出版社，2008.

［3］謝無極.電鍍故障精解［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007.

［4］張業(yè)明，陳志量，方達(dá)經(jīng)，等.光亮鍍鎳的故障修復(fù)與分析［J］.材料保護(hù)，2008，41（1）：78-80.

［5］李風(fēng).基體表面粗糙度對鍍鉻軸機(jī)械電解鏡面拋光的影響［J］.材料保護(hù)，2003，36（6）：41-42.

［6］鄭瑞庭.鑄鐵件電鍍工藝的改進(jìn)［J］.電鍍與涂飾，2004，23（2）：56-57.

［7］奚兵.鍍硬鉻出現(xiàn)麻點的原因及對策［J］.電鍍與涂飾，2005，24（8）：22-23.