硬質クロムめっき時の水素脆化問題について

硬質クロムめっき時の水素脆化問題について

1. 水素脆性の定義

水素脆化とは、鋼中に溶けている水素が重合して水素分子になることです。, 応力集中を引き起こす, 鋼の強度限界を超える, 鋼に小さな亀裂が形成されます, ホワイトスポットとも呼ばれます. 水素脆化は主に低合金高張力鋼で発生します。, ステンレス鋼と弾性部品. 水素脆化の主な原因は表面処理にある. 電気メッキや窒化などの部品の処理中に発生する水素が金属内部に侵入し、格子配列の乱れを引き起こします。. , 歪みを生む, 内部ストレスを増大させる, 金属やコーティングを脆くする, 部品の破損や塗装の剥がれの原因となります。. 過程の中で, 水素脆化には2つの条件を満たす必要がある: 金属は水素含有量が高い; 一定の外力が存在する.

水素脆化によるヒステリシス割れの特性により, 部品のサービスパフォーマンスに重大な影響を与える, そしてより大きな安全上の危険があります. したがって, 部品の設計や加工において, 特に高圧下で作動する油圧コンポーネント, 厳密な管理が必要です.

2. 脱水素脆化処理の適用範囲と手順

すべての金属が表面処理中に水素脆化を引き起こすわけではありません. 研究データと実践によると, 水素脆化は主に以下の材料で部品の表面処理後に発生します。.
(1) 引張強度 981N/mm2 以上の熱処理された炭素鋼および合金鋼部品 (または 38HRC 以上の硬度).
(2) ばね鋼の部品 (ピアノ線も含めて, オイルテンパー鋼線, および高炭素鋼線) 硬度370HV以上.
(3) 引張強度1236N/mm2以上のマルテンサイト系ステンレス鋼品 (または36HRC以上) 熱処理を施したもの.
現在の処理では, 水素脆化を引き起こす可能性のある主なプロセスは酸洗です。, 電気めっき, 窒化, と電気分解. 上記の工程で部品の表面を加工している場合, 水素が発生して部品に浸透します, 水素脆化を引き起こす.

3. 水素脆化の事例分析

油圧製品は通常、高圧下で動作する必要があります。, 一部の部分にはより大きな力がかかります. 部品が水素を吸うと, 彼らは弱点を突いて壊れるだろう. バルブコアは中空です. 機能要件のため, 中空部分は一方向弁で密閉する必要があります. , バルブコアは高圧下で作動しています, 一方向弁の嵌合部に強い耐衝撃性と靭性が要求される. 同時に, 特定の耐摩耗性要件を満たすため, 多くのメーカーがこの種のスプール表面クロム処理を選択しています, メッキ層が厚い, ただし、クロムメッキプロセスの電流効率が低いため、, 電気めっきに時間がかかり、水素の透過が激しい.

4. 水素脆化の対策と防止

部品の水素吸着による水素脆化を除去するには, 一般的には乾燥プロセスが選択されます, 乾燥工程は大きく分けて:
(1) 一般的な乾燥処理, 乾燥温度は約200℃.
(2) 低温乾燥処理, 乾燥温度は180℃以下です.
乾燥方法は以下の通りです:
(1) 乾燥処理は水素吸着処理直後に行うのが最適です。, 最長でも 4 時間を超えてはなりません.
(2) 乾燥処理の時間と温度は別表の規定に従って行われます。. 原則として, 治療は一度に完了しなければなりません. 治療開始後, 中断することはできません. 継続的に維持され、所定の時間内に完了する.
(3) メッキ層が剥離した後に再メッキを行う場合, またはめっき後にさらにめっき層を施す場合, 脆化プロセスが2倍以上, 初期工程から最終工程までの乾燥処理時間が4時間以内の場合, 最終工程後の乾燥処理のみを行う, その他は省略可能.

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部品の設計・加工において, 水素脆化も事前に防ぐ必要がある. 例えば, 水素脆化しやすい材料を適切に加熱できます。, 表面処理の前にショットピーニングまたは振動を与える, ワーク上の水素を逃がすため , 応力が解放され、水素脆化が軽減されます。; パフォーマンスを満たすことを前提に, 水素透過の少ないプロセスの使用を試みる, 表面処理脱脂など, 錆び落とし, 等, そして化学脱脂, 洗浄剤または溶剤を使用できます. 油: サビやスケールを落とす場合, サンドブローを使用して錆を可能な限り除去します。. 酸洗いを使用する場合, 酸洗液に腐食防止剤を添加する必要がある.

5. 結論

一般的に言えば, 材料の強度が大きくなるほど, 水素脆化に対する感受性が大きくなる. 硬さに加えて, 以下の点を総合的に考慮する必要があります:
(1) 部品の使用安全率, 安全性の重要性が高い部品は水素処理を排除するために強化する必要がある.
(2) 断面積の小さい部品, 小さな泉など, 薄いスプリング, 等.
(3) 応力集中しやすい切り欠き部付き.
表面処理工程における水素脆化は非常に有害です. 水素脆化に対する要件は、技術者が設計および加工する際に作成する必要がある明確な概念です。. 水素脆化を解消するという目的を達成するには、部品や使用条件に応じて適切な対策を講じる必要があります。.