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不銹鋼合金電鍍硬鉻工藝

2016/6/28


  高鎢不銹鋼可廣泛用于精密的儀器中,特別是在航空產品中作用很大。高鎢不銹鋼零件電鍍硬鉻可提高其硬度、耐磨性、耐腐蝕性等,但易出現漏鍍、局部偏薄等缺陷。本工作采用一些特殊工藝措施來保證航空產品中高鎢不銹鋼零件電鍍硬鉻的質量。

  1、工藝

  1.1鍍鉻工藝流程

  零件→吹濕砂→堿性除油→熱水洗→冷水洗→活化→冷水洗→鍍鉻→除氫。

  1.2鍍鉻前處理

  (1)吹濕砂高鎢不銹鋼的化學性質很穩定,不易被活化。在前處理中采取吹濕砂處理,以活化其表面。與吹干砂相比,吹濕砂能使高鎢不銹鋼表面更細,更適合于精密零件,同時還具有污染小的優點。吹濕砂的零件在清洗后可立刻進行電鍍鉻,接下來的除油和活化工序可省略,若還要進行其他工序,則在吹干后再進行其他的工序。

  (2)除油高鎢不銹鋼電鍍鉻前的除油和常規鍍鉻的除油工藝方法大體相同,可以選用有機溶劑除油、電化學除油、化學除油的方法,零件表面必須清潔至水膜不破。若采用電化學除油應避免陰極除油以防氫脆發生。

  本試驗采用的除油方法為:Oakite45~60g/L,50~60℃,10~12min。

  (3)活化除油后活化必不可少,以保證電沉積硬鉻時具有良好的結合力。高鎢不銹鋼的活化在25~30mL/LH2SO4(p=1.84g/cm3)溶液中進行,室溫下浸漬2~5min即可。

  1.3電鍍硬鉻

  與一般不銹鋼材料電鍍硬鉻相同,在電鍍前應對不鍍部分進行絕緣保護,零件經前處理后浸入50~60℃的熱水中預熱,使零件的溫度與電鍍硬鉻鍍液的溫度趨于一致。零件應帶電人槽,采用階梯小電流。階梯小電流大小因面積不同應作相應的調節,面積小時階梯小電流應減小,面積大時階梯小電流應增大。對形狀復雜的零件,所用的階梯小電流停留時間較長,且停留時間隨電流的增大而縮短,效果很好。

  調節器蓋零件(材料為AMS5616,質量分數為0.17%C,13%Cr,2%Ni,3%W)底平面電鍍硬鉻時,由于底平面形狀(見圖1)較為復雜,雖然采用吹濕砂活化表面,但因為電鍍過程中零件內腔溶液流通量不足,底平面的活化不夠充分,會出現一圈小面積漏鍍。傳統的階梯小電流不能完全解決漏鍍問題。如采用停留較長時間階梯小電流法(5A停留15min,10A停留10min,15A停留5min)。不銹鋼易鈍化,沉積鉻過程中過電位較小,相對于一般不銹鋼不易被活化。停留較長時間的階梯小電流送電使陰極(即零件和掛具)在較長一段時間內產生大量的新生態氫原子,且隨著電流的增大,新生態氫原子會相應地增加。這些新生態氫原子具有極高的還原能力,使不銹鋼表面的鈍化膜不斷地得到還原,從而使零件表面得到活化,尤其是階梯小電流中的大電流能充分活化零件的復雜部位。

停留較長時間的階梯小電流送電加上吹濕砂的前處理不僅有利于提高鍍層與基體的結合力,更有利于保證鍍層的完整,確保電鍍質量。本處理工藝對不銹鋼基體的損傷是很小的。此后用1.5~2.0倍的正常電流密度沖擊鍍30~60s,可在較短時間內生成致密且結合力良好的薄鉻層。對于形狀較復雜的零件這種沖擊鍍是必不可少的,它可有效地保證鍍層的完整性,在這之后恢復正常電流密度進行電鍍硬鉻。

  1.4鍍后處理

  零件電鍍硬鉻處理后必須在4h內進行除氫處理,溫度為190qC,時間3h,以防止氫脆。

  2、結論

  高鎢不銹鋼合金電鍍硬鉻工藝因鎢含量較高而具有特殊性,采用吹濕砂和停留較長時間階梯小電流送電2種特殊方法處理,較好地解決了零件特別是復雜零件的漏鍍問題,且結合力好,對不銹鋼基體損傷小。用本工藝電鍍硬鉻符合性能技術要求:試片斷裂后,無鍍鉻層與基體分離;在總面積為0.098m2上有不超過15個獨立點或凹坑且深度不大于8.47×10-3m;硬度≥850HV。

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