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電鍍砝碼的工藝

時間:2024/1/17閱讀:841
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電鍍砝碼的工藝

電鍍砝碼是指通過電化學方法在固體表面.上沉積一層金屬或合金的過程。

電鍍層的作用是什么?

1.提高金屬零件在使用環(huán)境中的抗蝕性能;

2. 裝飾零件的外表,使其光亮美觀;提高零件的工作性能,如硬度、耐磨性、導電性、電磁性、耐熱性等等。


電鍍砝碼層有哪些要求?

1.鍍層與基體,包括鍍層與基體之間,應(yīng)有良好的結(jié)合力;

2.鍍層在零件的主要表面上,應(yīng)有比較均勻的厚度和細致的結(jié)構(gòu);

3.鍍層應(yīng)具有規(guī)定的厚度和盡可能少的孔隙;鍍層應(yīng)具有規(guī)定的各項指標,例如表面粗糙度、硬度、色彩以及鹽霧試驗?zāi)驮囆浴?/p>


主要特點

從常用的鉻酸鍍液鍍鉻,與其他單金屬鍍液相比,鍍鉻液雖成分簡單,但鍍鉻過程卻相當復(fù)雜,并具有如下特點。

① 鍍鉻液的主要成分不是金屬鉻鹽,而是鉻的含氧酸——鉻酸,屬于強酸性鍍液。

② 在鍍鉻液中,必須添加一定量的陰離子,如SO42-、SiF62-、F-等,才能實現(xiàn)金屬鉻的正常沉積。

③ 鍍鉻液的分散能力很低,對于形狀復(fù)雜的零件,需采用象形陽極或輔助陰極,以得到均勻的鍍鉻層。對掛具的要求也比較嚴格。

④ 鍍鉻需采用較高的陰極電流密度,通常在20A/dm2以上,比一般的鍍種高10倍以上。

⑤ 鍍鉻的陽極不用金屬鉻,而采用不溶性陽極。通常使用鉛、鉛-銻合金及鉛-錫合金。

⑥ 鍍鉻的操作溫度和陰極電流密度有一定的依賴關(guān)系,改變二者關(guān)系可獲得不同性能的鉻鍍層。


電鍍砝碼類型用途

鍍鉻工藝種類眾多,按其用途可作如下分類。

① 防護-裝飾性鍍鉻:防護-裝飾性鍍鉻俗稱裝飾鉻,鍍層較薄,光亮美麗,通常作為多層電鍍的最外層,為達到防護目的,在鋅基或鋼鐵基體上必須先鍍足夠厚的中間層,然后在光亮的中間層上鍍以0.25~0.5μm的薄層鉻。

②鍍硬鉻(耐磨鉻) 鍍層:具有的硬度和耐磨性,可延長工件使用壽命,如切削及拉拔工具,各種材料的壓制模及鑄模、軸承、軸、量規(guī)、齒輪等,還可用來修復(fù)被磨損零件的尺寸公差。

③鍍?nèi)榘足t鍍鉻層:呈乳白色,光澤度低、韌性好、孔隙低、色澤柔和,硬度比硬鉻和裝飾鉻低,但耐蝕性高,所以常用于量具和儀器面板。

④鍍松孔鉻(多孔鉻):是利用鉻層本身具有細致裂紋的特點,在鍍硬鉻后再進行機械、化學或電化學松孔處理,使裂紋網(wǎng)進一步加深、加寬。使鉻層表面遍布著較寬的溝紋,不僅具有耐磨鉻的特點,而且能有效地儲存潤滑介質(zhì),防止無潤滑運轉(zhuǎn),提高工件表面抗摩擦和磨損能力。常用于受重壓的滑動摩擦件表面的鍍覆,如內(nèi)燃機汽缸筒內(nèi)腔、活塞環(huán)等。

⑤鍍黑鉻鍍層:色黑,具有均勻的光澤,裝飾性好,具有良好消光性;硬度較高(130~350HV),在相同厚度下耐磨性比光亮鎳高2~3倍;其抗蝕性與普通鍍鉻相同,主要取決于中間層的厚度。耐熱性好,在300℃以下不會變色。


影響因素

工件表面鍍鉻后的表面粗糙度與以下條件有直接的關(guān)系:

1、鍍前基體的表面粗糙度:基體表面粗糙度值越小鍍后表面粗糙度值越?。?/p>

2、鍍液溫度的高低:溫度高鍍后表面粗糙度值就大;

3、電流密度的大?。弘娏髅芏仍酱箦兒蟊砻娲植诙戎稻痛?;

4、鍍液濃度:鍍液濃度大鍍后表面粗糙度值就大;

5、電鍍時間:電鍍時間越長鍍后表面粗糙度值就大。

裝飾鍍鉻鍍前鍍后表面粗糙度值差別不大,鍍硬鉻鍍前鍍后表面粗糙度值差別大。


電鍍砝碼工藝特點

鍍鉻過程除了與其它鍍種具有共同點外,還有其許多特殊的地方:

① 鍍鉻電解液的主要成分不是金屬鉻鹽,而是具有強氧化性的鉻酸。

② 電流效率很低,一般為13~16%,最高只能達到23%左右,因而在鍍鉻過程中氫氣大量析出,帶出有毒液霧,需要有良好的吸風裝置和采用鉻霧抑制劑。

③ 溶液中必須添加少量外加的陰離子,如SO42-、F-、SiF62-等,還要在電解液中維持一定量的三價鉻。

④ 分散能力低,對于形狀比較復(fù)雜的零件,必須采用象形陽極、保護陰極等,才能得到良好的鍍層。

⑤ 采用的電流密度很高,有時比一般鍍種的電流密度高幾十倍。鍍鉻過程的槽電壓也較高,常常需要采用12伏以上的電源,而其它鍍種用6伏的電源也就可以了。

⑥ 對溫度和電流密度的控制要求嚴格,兩者之間還要緊密配合。電流密度固定,溫度只能變動1~2℃,溫度固定,電流密度變動2~3A/dm2。

⑦ 鍍鉻所用陽極不是金屬鉻,而是采用鉛、鉛錫合金或鉛銻合金等不溶性陽極。

⑧ 因鉻層容易鈍化,在一般情況下電鍍過程中不允許中途斷電。


電鍍砝碼展前景

鉻鍍層由于具有一系列優(yōu)良的性能而得到廣泛地應(yīng)用,特別是隨著機械制造業(yè)的發(fā)展,鉻鍍層的用量越來越大。但是傳統(tǒng)的鍍鉻工藝使用的電解液都由劇毒的鉻酐配制,大量的廢水和廢氣對環(huán)境造成了嚴重污染。多年來,盡管加強了對含鉻廢水的回收和處理,但未得到根本解決,另外傳統(tǒng)的鍍鉻工藝還存在不少缺陷。針對上述存在的問題,廣大電鍍工作者對鍍鉻工藝做了大量的研究工作。

(1)低濃度鉻酐鍍鉻工藝

低濃度鉻酐鍍鉻工藝是指鍍鉻液中鉻酐含量在30~60g/L的鍍鉻工藝,鉻酐使用量只有普通標準鍍鉻工藝的l/5~1/8,既減輕了鉻酐對環(huán)境的污染,又節(jié)約了大量的原材料。

采用低鉻酐鍍鉻工藝可以獲得裝飾性鉻鍍層和硬鉻鍍層,其光澤性、硬度、結(jié)合力以及裂紋等方面,均能滿足質(zhì)量要求。

(2)三價鉻鹽鍍鉻

三價鉻電鍍作為最重要、最直接有效的代六價鉻電鍍工藝,人們對其研究已有一百多年的歷史,但由于電鍍液的穩(wěn)定性、鉻鍍層的質(zhì)量等方面始終無法與鉻酸鍍鉻相比,因此一直未能得到大規(guī)模的應(yīng)用。

(3)稀土鍍鉻

20世紀80年代中期,開發(fā)了稀土鍍鉻添加劑,主要成分是稀土化合物,在中國已經(jīng)獲得了廣泛的應(yīng)用。在鍍鉻電解液中加入少量的稀土化合物,可使電解液中鉻酐含量降低到150g/L,并且在較低溫度(30~40℃)下就可以獲得光澤度高的光亮鍍鉻層,陰極電流效率達到22%~26%,顯著高于常規(guī)鍍鉻電解液。采用稀土鍍鉻添加劑可以節(jié)約大量能源和原材料,同時還大大減輕了鉻酐對環(huán)境的污染。

(4)有機添加劑鍍鉻

采用有機添加劑及鹵素釋放劑聯(lián)合使用的鍍鉻液被稱為“第三代鍍鉻溶液",它們的共同特點是:陰極電流效率高達22%~27%,不含F(xiàn),不腐蝕基體;覆蓋能力強,HV亦高達1000以上,既可用于鍍硬鉻,也可用于鍍微裂紋鉻,配合雙層或三層鎳工藝,用于汽車或摩托車減振器的電鍍,已開始在機械行業(yè)獲得應(yīng)用。

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