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氢脆的预防与消除

2013-03-27

电镀与精饰 2013年9期
关键词:氢离子氢脆酸洗

电镀加工是电化学的过程,在阴极表面沉积金属镀层的同时,伴随有氢离子还原析出反应的发生。氢离子在阴极还原后,一部分氢气从镀液中逸出;另一部分原子状态的氢则渗入到镀层和基体金属晶格中,造成晶格扭曲变形,产生内应力,导致基体金属和镀层变脆,此种现象即是氢脆现象。

氢脆对镀层有一定的影响,镀后使镀层出现气泡、脱落及裂纹。渗氢严重的镀件在使用过程中会韧性下降,出现裂纹,断裂,甚至引发严重的损坏事故。因此,对电镀中产生的氢脆及消除是一个不可忽视的问题。

氢脆的产生主要在镀前酸洗和电镀工序。为减少渗氢的发生,在零件酸洗过程中加入缓蚀剂,适当掌握酸洗时间,防止零件的过度腐蚀。在允许条件下,尽量采用喷丸、喷砂、滚光及振动光饰等方法。在电化学除油工序,应先进行阴极电解再阳极电解,尽可能使用有机溶剂除油、专用清洗剂除油和超声波除油。

在电镀工序,应尽量选择电流效率高的酸性电镀液;不用碱性电解液和含氰化物的电解液。电镀初始进行短时间的大电流冲击也可以减少渗氢的发生。

除以上所述在电镀工艺中防止渗氢的措施外,镀后热处理是消除氢脆危害的有效方法。具体的除氢温度和时间要根据零件大小、基体材料抗拉强度及镀层性质和厚度而定。一般镀锌零件,在钝化处理前采用180~220℃进行1.5~2.0h除氢处理,即可防止氢脆的发生;镀硬铬零件采用220~250℃进行2~4h除氢处理可以防止镀层开裂和脱落;不锈钢零件在表面化学镀镍-磷合金后,经400℃,1.5~2.0 h热处理可以提高表面硬度,降低材料脆性;渗碳和锡焊接件在140~160℃,2~3h除氢处理不会影响使用性能。

零件镀后到除氢处理进行的间隔时间也很重要,一般应不超过3~4h。对高机械抗拉强度钢和弹性材料制造及特殊工作环境下使用的零件,应在镀后立即进行除氢。

总之,除氢处理是电镀产品镀后处理的重要环节,除氢处理应能使渗透到镀层和基体中的氢原子被有效驱除,又要保证镀层的良好性能。

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