关于镀硬铬时的氢脆问题

关于镀硬铬时的氢脆问题

1. 氢脆的定义

氢脆是钢中溶解的氢聚合成氢分子, 造成应力集中, 超过钢材的强度极限, 并在钢材上形成小裂纹, 也称为白斑. 氢脆主要发生在低合金高强钢上, 不锈钢及弹性件. 氢脆的主要原因是表面处理. 电镀、氮化等零件处理过程中产生的氢气渗入金属内部，导致晶格排列紊乱. , 产生失真, 导致内应力增大, 使金属或涂层变脆, 并造成零件断裂或涂层剥落. 正在进行中, 氢脆需要满足两个条件: 该金属的氢含量较高; 有一定的外力.

由于氢脆引起磁滞开裂的特点, 零部件的使用性能受到严重影响, 并且存在较大的安全隐患. 所以, 在零件的设计和加工中, 特别是在高压下工作的液压元件, 需要严格控制.

2. 脱氢脆化处理的适用范围及程序

并非所有金属在表面处理时都会产生氢脆. 根据研究数据和实践, 氢脆主要发生在零件表面处理后的以下材料中.
(1) 拉伸强度981N/mm2以上的热处理碳钢和合金钢零件 (或硬度高于38HRC).
(2) 弹簧钢零件 (包括钢琴线, 油回火钢丝, 和高碳钢丝) 硬度370HV以上.
(3) 抗拉强度1236N/mm2以上的马氏体不锈钢制品 (或36HRC或以上) 经受热处理.
目前处理中, 引起氢脆的主要工艺是酸洗, 电镀, 氮化, 和电解. 上述工序在加工零件表面时, 将产生氢气并渗透到零件中, 导致氢脆.

3. 氢脆案例分析

液压产品一般需要在高压下工作, 并且有些部件承受的力更大. 当零件吸收氢气时, 他们会在弱点上崩溃. 阀芯是空心的. 由于功能需求, 中空部分需要用单向阀密封. , 阀芯在高压下工作, 要求单向阀的配合部位具有较强的抗冲击性和韧性. 同时, 为了满足一定的耐磨要求, 很多厂家都选择这种阀芯表面镀铬处理, 并要求镀层较厚, 但由于镀铬工艺的电流效率较低, 电镀时间长，渗氢严重.

4. 氢脆的措施及预防

消除零件因吸附氢而产生的氢脆, 一般选择干燥工艺, 干燥过程一般分为:
(1) 一般干燥处理, 干燥温度200℃左右.
(2) 低温干燥处理, 干燥温度低于180℃.
干燥方法如下:
(1) 干燥处理最好在氢吸附过程后立即进行, 最长不超过4h.
(2) 干燥处理的时间和温度按附表要求进行. 原则, 治疗必须一次性完成. 治疗开始后, 它不能被打断. 持续维护并在规定时间内完成.
(3) 镀层剥离后重新电镀的情况, 或者在电镀后施加另一电镀层的情况, 脆化过程两次以上, 当干燥处理从初始工序到最终工序的时间在4h以内时, 仅进行最后一步后的干燥处理, 其他的可以省略.

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在零件的设计和加工中, 氢脆也应提前预防. 例如, 易发生氢脆的材料可适当加热, 表面处理前喷丸或振动, 使工件上的氢气逸出 , 应力释放，氢脆减少; 在满足性能的前提下, 尝试使用氢渗透较少的工艺, 如表面处理脱脂, 除锈, ETC。, 和化学脱脂, 可以使用清洁剂或溶剂. 油: 除锈和氧化皮时, 使用吹砂尽可能去除锈迹. 如果采用酸洗, 酸洗液中需要添加缓蚀剂.

5. 结束语

一般来说, 材料的强度越大, 对氢脆的敏感性越大. 除了硬度之外, 应综合考虑以下几点:
(1) 零部件使用安全系数, 安全重要性高的部位应加强除氢处理.
(2) 具有小横截面积的零件, 比如小弹簧, 更薄的弹簧, ETC.
(3) 有缺口的零件容易产生应力集中.
表面处理过程中的氢脆危害极大. 氢脆的要求是技术人员在设计加工时必须明确的概念. 应根据不同部位和使用条件采取适当措施，以达到消除氢脆的目的.