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      零件鍍前的主要影響因素

      零件鍍前的主要影響因素

      分類:
      技術資訊
      來源:
      發布時間:
      2019/10/17
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      通常情況下,工程技術人員比較重視電鍍表面處理工藝對鍍層質量的影響,而忽視零件的材質、零件的表面狀況、零件的幾何因素等對鍍層質量的影響。


       

      1. 零件材質的影響
      設計人員根據產品的結構及性能的需要選擇材質,有金屬材質(如鋼鐵、不銹鋼、銅及銅合金、鋁及鋁合金、鋅基合金、鎂及鎂合金、鈦及鈦合金等)和非金屬材質(如塑料、陶瓷、玻璃、玻璃鋼、石膏等)。這些基體材料特性差異很大,在進行鍍覆時所采用的工藝流程、溶液配方和前處理方法也差異很大,因此,對鍍層質量會產生不同影響。
       
      金屬材料中含有的元素種類和數量決定了材料的品種和牌號、規格和金相組織的特點等。金屬材料含有不同種類的微量元素,這些元素會影響鍍前處理的工藝流程和方法,同時也影響鍍層的外觀及質量。具有多相金相組織的金屬,隨所含的元素種類和含量的不同,金屬表面上的化學不均一性差異很大,它們的前處理工藝可能不一樣,并且對鍍層質量產生不同的影響。比如,對于不銹鋼、鋁及鋁合金、鈦及鈦合金等這些特殊金屬材料,鍍前都必須經過特殊的前處理;對于非金屬材料,鍍前必須經過表面金屬化處理,以保證零件表面達到“金屬純”,至少達到“電鍍純”的表面,然后才能進行電鍍,保證鍍層的結合力和鍍層的完整性等使用性能。


       
      2. 零件形狀的影響
      零件形狀對電鍍層質量的影響,主要是影響陰極電流在零件表面分布的均勻性。在零件深凹處,不容易鍍上鍍層或鍍層較薄,而零件的棱角部位的鍍層由于電流較集中而容易燒焦或粗糙,較大面積的平面零件中間部位與邊緣的鍍層其厚度差異也很大。形狀復雜的零件在電鍍時各部位表面上的鍍層厚度差異很大,甚至某些部位出現“氣袋”而鍍不上鍍層。另外,由于形狀復雜而藏液,造成工序間的交叉污染而產生電鍍故障。
       
      由于零件的形狀不同,電鍍時掛具的設計顯得非常重要,如何選擇(或設計)合適的掛具和裝掛點,來保證零件的鍍層質量,是工程技術人員必須重視的問題。


       
      3. 零件尺寸精度的影響
      由于產品性能和使用環境不同,對鍍層厚度要求也有差異,一般鍍層厚度可以從幾微米到100微米,有的甚至可以達到1000μm以上。假如零件沒有尺寸要求,在零件的最終尺寸上進行電鍍和化學鍍都可以;假如零件的尺寸精密度較高,相互間配合公差小,若鍍層超過公差要求,對產品的裝配和性能都是不利的。為了解決有配合要求的零件鍍后尺寸配合問題,產品的設計和工藝部門須事先預留鍍層厚度和鍍層的尺寸偏差,此外,還應考慮到因零件形狀不同而引起鍍層厚度不均勻的問題。
       
      為了解決零件鍍層因配合而出現的故障,一般可以采取以下方法:(1)在耐腐蝕性能允許的條件下,適當地減少鍍層厚度,以減少鍍層厚度對配合尺寸的影響;(2)在零件性能允許的條件下,采用酸洗和化學拋光等工藝,事先對零件進行處理,再控制零件需要電鍍層的厚度,以保證滿足裝配的要求;(3)在零件機加工過程中,預留一定的鍍層厚度尺寸;(4)選用耐腐蝕性能更好的基體材料以減薄鍍層厚度;(5)選用高耐腐蝕鍍層,降低鍍層厚度,保證鍍層的防護性能。


       
      4. 零件表面粗糙度的影響
      零件表面的粗糙度是設計者根據產品的性能、裝配因素等確定的,設計者往往很少考慮表面粗糙度對鍍層質量的影響。零件表面粗糙度首先影響零件面積的真實性,表面粗糙度大,零件表面的真實面積與計算面積之間的偏差就大。在同樣的電流密度下電鍍時,表面粗糙度大的零件比表面粗糙度小的零件上的鍍層,要達到同樣平均厚度的時間要長。當鍍覆內孔、槽、內螺紋的零件時,表面粗糙度越大,不僅降低電鍍沉積速度,還明顯影響零件深凹部位的鍍層的深鍍能力和均鍍能力。表面粗糙度越大,鍍層外觀越差,表面越容易粘附贓物,其耐腐蝕性能降低等。
       
      在允許的情況下,可以通過機械磨光、化學拋光處理等方法,來降低零件表面的粗糙度,提高零件表面的鍍層質量。
       


      5.零件加工(成形)工藝的影響
      零件加工(成形)的方法很多,如車、銑、磨、刨、沖壓、熱塑、鑄造等,無論哪種加工(成形)方法往往會對零件表面狀況及性能產生一定影響。如:經過車、刨、銑、磨的零件可能會帶有剩磁;經沖壓和鑄造的零件可能存在內應力;經機加工的零件,其表面缺陷處易滲入油污,很難除盡,在電鍍時還易造成交叉污染;彈性零件、冷軋薄板沖壓件等在機加工過程中易形成應力集中區。因此,金屬基體的表面質量對鍍層質量的影響是不可忽視的。


       
      6. 零件結構形式的影響
      需要電鍍的零件常會遇到搭接焊或電焊組合件、壓配合件、鉚接連接的組合件,也有折疊或卷邊的金屬薄板片、間隙很少的波紋狀零件等。這些零件往往留有縫隙、砂眼、孔穴、夾雜物等,由于在前處理工序中不容易清洗干凈,不僅污染鍍液,而且容易在這些缺陷處造成鍍層質量異常(如:鍍不完整、起泡、鼓包),甚至鍍層干燥或長期存放后會出現殘留溶液痕跡等。這些是零件發生腐蝕的腐蝕源,是造成鍍層腐蝕的主要原因。


       
      7. 零件材料金相因素的影響
      金相因素包括基體材料含有的元素種類、數量、金相結構特點,以及熱成形、冷塑成形方法,熱處理、化學熱處理方法等,這些因素對電鍍工藝和鍍層質量都有一定的影響。
       
      ⑴ 具有固溶體金相組織的金屬,通常自身都有很好的耐腐蝕性,表面很容易被氧化或產
      生鈍化膜,如果沒有使表面很好的活化,就很難在其表面獲得與基體結合良好的鍍層。
       
      ⑵ 鑄造零件在鍍覆時,由于其表面粗糙度較大,易產生氣孔和夾雜雜質,甚至產生偏析,它不僅影響鍍層外觀,而且使鍍層不完整,或者由于孔隙而而清洗不凈而導致鍍層異常,降低其防護性能。
       
      ⑶ 熱塑成形的金屬零件,其表面往往容易出現偏析現象,易使表面化學轉化膜出現結晶狀,影響其外觀質量。
       
      ⑷ 粉末冶金的零件由于集團組織疏松多孔,鍍前需要事先進行封孔處理,否則很難得到質量優良的鍍層。
       
      ⑸ 零件進行熱處理和熱處理條件也會影響其表面鍍層和化學轉化膜處理的質量。用傳統加熱方法進行熱處理會在零件表面形成一層氧化膜層,除去氧化膜時往往會影響零件尺寸等,如果熱處理后直接進行電鍍或者化學轉化處理,這層氧化膜會影響鍍層的質量。
       
      ⑹ 高強度鋼材料在進行酸洗和堿性溶液電鍍時(電流效率低),極易使高強度零件產生氫脆現象,電鍍時應盡量避免強酸腐蝕,鍍后應立即進行高溫除氫處理。
       
      ⑺ 在鋼鐵零件表面進行局部滲氮、滲碳來提高局部表面的強度,會導致零件表面宏觀化學不均勻性。再進行化學轉化膜處理時,經過熱處理的表面與不經過熱處理的表面上的膜層外觀厚度、耐腐蝕性是不同的。

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