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電鍍基體材料與電鍍質(zhì)量問(wèn)題

   電鍍廠資訊：我們?cè)趯?shí)際電鍍生產(chǎn)中，由于工件基體材料種類(lèi)復(fù)雜繁多，采用常規(guī)電鍍工藝有時(shí)難以鍍出理想的鍍層。本文擬就不銹鋼、滲碳件、冷軋硬化件、鑄鐵件、焊接件等鋼鐵基材料的電鍍質(zhì)量問(wèn)題做一些簡(jiǎn)單的探討。

    一、不銹鋼基體材料：

    不銹鋼具有良好的耐蝕性，出于一些特殊用途的需要，常常在其表面進(jìn)行電鍍一層金、銀、鎳、鉻等金屬。不銹鋼基體材料在表面直接電鍍得到的大多是粗糙與結(jié)合力差的鍍層，主要原因是不銹鋼的表面存在強(qiáng)氧化膜影響鍍層的結(jié)合力;且不銹鋼過(guò)電位較高，由于陰極有氫氣還原析出而使鍍層金屬原子不易沉積。有關(guān)資料顯示，不銹鋼基體材料電鍍時(shí)鍍前處于拉應(yīng)力狀態(tài)時(shí)，鍍層與基體結(jié)合力差;處于應(yīng)力時(shí)，結(jié)合力較好。因此對(duì)不銹鋼基體材料電鍍時(shí)，鍍前需要進(jìn)行特殊處理。如：采用噴砂、丸和預(yù)鍍處理后鍍層質(zhì)量才能有所保證。

    二、普通鋼鐵滲氮、碳基體材料：

    鋼鐵滲氮、碳和淬火后，基體材料表面組織一般會(huì)有大量小顆粒狀碳化物(氧化皮)，碳原子與微量元素結(jié)合形成的未溶碳化物對(duì)晶界起釘扎作用，一般在沉積過(guò)程中達(dá)到陰極表面的金屬原子會(huì)沿著基體金屬延伸的壓力來(lái)占據(jù)與結(jié)構(gòu)相連續(xù)的位置。但這些未溶碳化物破壞了原有的應(yīng)力場(chǎng)，使得金屬原子沉積難以均衡吸引到基體表面形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。有時(shí)某些晶粒向上生長(zhǎng)得快一些而其它晶粒向上的生長(zhǎng)慢一些，甚至停止使鍍層粗糙不連續(xù)。故鋼鐵滲氮、碳基體材料電鍍一般先除去氧化產(chǎn)物和預(yù)鍍處理后再電鍍需要的金屬,才能使鍍層的結(jié)合力提高。

    三、冷軋硬化基體材料：

    冷軋硬化件表面依不同的機(jī)加工方法，基材表面和基材內(nèi)部具有不同的結(jié)晶組織，表面晶格發(fā)生劇烈變形，并覆蓋一層氧化膜。由于基體表面金屬結(jié)構(gòu)與鍍層金屬結(jié)構(gòu)相差較大，而使鍍覆金屬不能以正常晶格連續(xù)生長(zhǎng)。另外加工過(guò)程中產(chǎn)生的一些雜質(zhì)也會(huì)阻止正常晶格的生長(zhǎng)或抑制晶粒的長(zhǎng)大，有時(shí)某些晶粒向上生長(zhǎng)得快一些而其它晶粒向上的生長(zhǎng)慢一些，甚至停止。因此難以形成連續(xù)的生長(zhǎng)面，這樣的基材表面被稱(chēng)為材料的弱表面，要提高鍍層的結(jié)合力就需要避免或除去弱的表面層(冷著硬化層、氧化層)。

    四、鑄鐵件基體材料：

    鑄鐵件在實(shí)際生產(chǎn)中，鑄鐵件鍍鎳、鋅、銅很常見(jiàn)，鍍層的主要問(wèn)題是沉積困難和鍍后腐蝕較快;難以使鍍層附著其表面而質(zhì)地疏松，大量微孔及夾砂使其表面起伏高低不平，在施鍍過(guò)程中，氫氣容易進(jìn)入孔隙，在周?chē)橘|(zhì)溫度變化及其它因素的影響下，留在鑄件內(nèi)的氫氣力圖通過(guò)鍍層泄放出來(lái)，氫氣對(duì)鍍層施加較大的壓力而將鍍層與鑄件撕開(kāi)，減弱鍍層與鑄件的結(jié)合力。另外，鑄鐵中碳極少與鐵形成固溶體，大多以游離態(tài)(石墨)或化合態(tài)(滲碳體)存在，因而在其表面析氫反應(yīng)強(qiáng)烈，金屬離子不易發(fā)生還原反應(yīng)而沉積在基體材料上，故使鍍層質(zhì)量不佳，表面粗糙多孔。同時(shí)鑄鐵件基體材料的微孔隙(砂孔)對(duì)電鍍層的質(zhì)量影響也極大，施鍍時(shí)電解液滲入到孔隙內(nèi)，并達(dá)到一定深度不易清洗干凈，過(guò)一段時(shí)間之后電解液就外流與鍍層發(fā)生反應(yīng)，破壞鍍層。出現(xiàn)大量黒斑而影響防護(hù)性能和外觀。另外，鑄鐵大量的游離碳也會(huì)促進(jìn)微電池的產(chǎn)生而加速鍍層的腐蝕。

    五、焊接組合基體材料：

    電鍍過(guò)程中焊接基體材料的零件焊接接口組合部位的鍍層質(zhì)量效果不好，是受基體的表面狀態(tài)影響。由于氫氣在粗糙面的過(guò)電位小于光滑表面，然而氫氣易析出使鍍層不易沉積。要改善鍍層的覆蓋能力必須提高基體的表面光潔度。因?yàn)楹附咏涌趨^(qū)的組織是焊接熔池，從液相變成固相的一次結(jié)晶過(guò)程。它不同于鑄造過(guò)程中金屬收縮產(chǎn)生裂紋，大量來(lái)不及逸出的氫、氧、氮等氣體形成的氣孔，以及焊條、助焊劑與母材夾層在冶金反應(yīng)過(guò)程中生成的夾雜物造成焊接區(qū)結(jié)晶組織的復(fù)雜性、多樣性，也必將影響到電鍍過(guò)程中的覆蓋能力，要得到好的鍍層質(zhì)量效果，就要嚴(yán)格控制好鍍前處理，清理焊縫使焊接口光滑平整。