1 結(jié)合力不良產(chǎn)生的原因

    1.1 一般原因

    鍍鉻件無底層時(shí)鉻鍍層出現(xiàn)脫落(炸開鼓泡、片狀裂起等)現(xiàn)象,其原因主要有以下幾點(diǎn):

    1)鍍前表面油銹未去凈;

    2)鍍前零件未預(yù)熱或預(yù)熱時(shí)間短;

    3)未陽極活化處理;

    4)陰極活化處理JK過大或活化時(shí)間短;

    5)鍍鉻過程中斷電后未活化處理。

    1.2 材質(zhì)的影響

    錳鋼輥一般采用16MnR、45Mn、65Mn、27SiMn等材料,一方面其金屬內(nèi)部均存在合金元素偏析與夾雜化合物的微觀裂紋,經(jīng)回火和淬火,產(chǎn)生熱應(yīng)力和組織應(yīng)力形成了應(yīng)力集中區(qū),使局部應(yīng)力增大,引起鍍層局部炸開鼓泡;另一方面采用堿性溶液陽極去油時(shí),工件表面會(huì)形成氧化膜。

    對(duì)于一般鋼鐵零件,表面所形成氧化膜需要用稀酸浸蝕活化即可除去,但由錳的電位圖可知,在酸性溶液中Mn3+易發(fā)生歧化反應(yīng):

    2Mn3++2H2O=Mn2++MnO2↓+4H+

    Mn2+較穩(wěn)定,不易被氧化,也不易被還原。MnO2有強(qiáng)氧化性。因此經(jīng)電解去油、酸洗后,工件表面仍有氧化膜存在,在電鍍過程中,破壞了基體金屬與被鍍金屬間的晶格結(jié)構(gòu),使晶體外延生長不能夠正常進(jìn)行,產(chǎn)生局部或大面積脫皮現(xiàn)象。

    2 解決結(jié)合力不良的措施

    2.1 前處理工序控制

    2.1.1 拋光工序的控制毛坯檢驗(yàn)→120#砂彈性輪磨光(3～4遍)→180#砂彈性輪磨光(3～4遍)→檢驗(yàn)(粗糙度不大于Ra0.8)。

    2.1.2 噴砂工序的控制

    對(duì)工件表面需要提供消光(亞光或梨面)耐磨性鍍鉻層技術(shù)要求的,經(jīng)拋光處理后,一般采用80#或120#金剛砂對(duì)其表面進(jìn)行噴砂處理,以提高金屬基體與鍍鉻層的結(jié)合力。

    2.1.3 鍍前處理過程的控制

    1)經(jīng)拋光處理后,錳鋼零件轉(zhuǎn)至電鍍,上好工裝后,用240#砂布將輥身打磨一遍,將表面金屬活性劑配制一定濃度,手工進(jìn)行清洗,用流動(dòng)冷水清洗干凈,各道工序連續(xù)進(jìn)行。

    2)對(duì)噴砂處理過的工件,流動(dòng)冷水清洗后(局部油污用表面金屬活性劑擦洗),可直接進(jìn)行電鍍。

    2.2 電沉積過程的控制

    由于錳鋼工件表面陽極活化(倒極)時(shí),會(huì)產(chǎn)生類似氧化膜,增大內(nèi)應(yīng)力,導(dǎo)致脫皮等現(xiàn)象發(fā)生,因此必須改變常規(guī)鋼鐵零件鍍鉻操作工藝,由陽極活化改為陰極活化。

    標(biāo)準(zhǔn)鍍鉻液電鍍

    在標(biāo)準(zhǔn)鍍鉻液電鍍過程中,工件入槽時(shí),溫度一般控制在60～65℃,采用小電流陰極活化處理,JK=3～5A/dm2,處理時(shí)間t=3～5min,然后逐漸增大到正常電流密度。對(duì)硬鉻鍍層厚度要求小于0.05mm的工件,20min后開始降溫至45～55℃,對(duì)硬鉻鍍層厚度要求大于0.05mm的工件,采用乳白鉻打底,拋光后進(jìn)行二次鍍鉻。二次鍍鉻工藝流程如下:

    工件一次鍍鉻后拋光→上工裝→表面金屬活性劑擦洗→流動(dòng)冷水→入鉻槽預(yù)熱(溫度60～65℃,15～20min)→陽極活化(20A/dm2,40～50s)→正鍍(20～25A/dm2,30s)→反向倒極(20A/dm2,50～60s)→正鍍(8～10min內(nèi)電流升至正常)。

    2.2.3 含有添加劑鍍鉻液電鍍

    在含有添加劑的鍍鉻液電鍍過程中,工件入槽溫度一般控制在60～65℃,采用小電流陰極活化處理,JK=0.5～1A/dm2,處理時(shí)間t=5～8min,然后逐漸增大到正常電流密度。對(duì)硬鉻鍍層厚度要求小于0.05mm的工件,正常鍍10min后開始降溫至55～65℃,對(duì)硬鉻鍍層厚度要求大于0.05mm的工件,加工工藝流程同標(biāo)準(zhǔn)鍍鉻液。

    2.2.4 表面噴砂件鍍鉻

    對(duì)表面進(jìn)行噴砂的零部件,工藝流程同上述一次鍍鉻工藝。鍍層厚度不大于0.15mm,以保證其具有較好的外觀質(zhì)量和優(yōu)良的耐蝕、耐磨性能。該鍍層鍍后表面不再進(jìn)行拋光。

    2.3 附加說明

    1)在工藝規(guī)范允許的范圍內(nèi),適當(dāng)提高工件入槽溫度,降低濃差極化和電化學(xué)極化,提高電流效率,減少滲氫量。2)工件入槽后,一次鉻盡快進(jìn)行陰極小電流活化處理。

    3 結(jié)束語

    錳鋼輥由于材質(zhì)的特殊性,容易產(chǎn)生結(jié)合力不良現(xiàn)象,產(chǎn)品加工返修率較高。因此必須嚴(yán)格控制每道電鍍工序,選擇最佳工藝條件和工藝方法,用以保證鍍層具有良好的耐蝕、耐磨等機(jī)械性能,并且可大大降低產(chǎn)品生產(chǎn)加工成本。