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Verchromen von Kettenbolzenschäften

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1. Vorwort

Die Galvanotechnik ist ein Verfahren, bei dem nach dem Prinzip der Elektrolyse eine relativ dünne Schicht aus anderen Metallen und Legierungen auf der Oberfläche bestimmter Metalle aufgebracht wird.

Dabei handelt es sich um ein Verfahren zur Anbringung eines Metallfilms auf der Oberfläche von Metall- und anderen Materialteilen durch Elektrolyse.

Als traditionelle Oberflächenveredelungstechnologie spielt das Verchromen eine wichtige Rolle in der Galvanikindustrie.

Die Verchromungsschicht kann die Oberfläche der Bolzenwelle wirksam schützen und übermäßigen Verschleiß und Korrosion der Bolzenwelle der Kette während des tatsächlichen Gebrauchs verhindern.

Der Grund dafür ist, dass Chrom selbst eine ausgezeichnete Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit sowie eine starke Passivierungsfähigkeit aufweist.

Daher ist das Verchromen ein weit verbreitetes Verfahren zur Oberflächenverfestigung der Bolzenwelle der Kette.

2. Verarbeitungsverfahren für verchromten Stiftschaft

Im Vergleich zu herkömmlichen wärmebehandelten Stiften wird der Bearbeitungsablauf von verchromten Stiften durch Verchromen und spitzenloses Schleifen nach dem Verchromen erweitert.

Dabei sollte der Einfluss des Stiftmaterials und der Oberflächenqualität der Stifte auf die Beschichtungsqualität beachtet werden, und die Behandlung zur Wasserstoffentfernung sollte rechtzeitig nach der Beschichtung durchgeführt werden.

2.1 Einfluss des Grundmetalls auf die Verchromungsschicht

Die gute Kombination von Verchromungsschicht und Stiftschaft ist eng mit den chemischen Eigenschaften des Stiftschafts verbunden.

Einige Metalle haben die Eigenschaft der Passivierung, und auf ihrer Oberfläche bildet sich leicht eine dichte Oxidschicht.

Wird er nicht aktiviert, ist es schwierig, eine feste Verchromungsschicht auf der Oberfläche des Stiftschafts zu erhalten.

Darüber hinaus werden bei einigen Nadeln, die mit nitrierenDa sich auf der Oberfläche eine weiße Schicht bildet, wird die Haftung der Chromatome auf der Oberfläche erheblich verringert, und auch beim Verchromen ist eine Aktivierungsbehandlung erforderlich.

2.2 Einfluss der Oberflächenqualität des Stiftschafts auf die Verchromungsschicht

Erstens muss die Oberfläche des Stiftschafts frei von Poren und Rissen sein.

Das liegt daran, dass bei Rissen und Poren auf der Oberfläche des Stiftschafts, wenn der Stiftschaft beschichtet wird, der Elektrolyt in den Spalt des Stiftschafts eindringen wird.

Nach einer gewissen Zeit interagiert der infiltrierte Elektrolyt mit dem Stiftschaft und erzeugt Wasserstoff.

Wenn der Druck des Stiftes größer ist als die Bindungskraft der Beschichtung und des Stiftschaftes, bläht sich die Beschichtung auf und bildet Löcher, wie in Abb. 1 dargestellt.

a) Blasenbildung der Beschichtung

b) Plattiertes Nadelöhr

Abb. 1 Verchromungsfehler (200 ×)

Zweitens hat die Oberflächenrauhigkeit des Stiftschafts einen großen Einfluss auf die Oberflächenqualität der Verchromungsschicht, weshalb der Stiftschaft häufig poliert oder geschliffen wird.

Oberflächenrauhigkeit bezieht sich auf die Mikroabstände und die Unebenheiten der Wellenberge und -täler auf der Oberfläche der Teile, die durch die Bearbeitungsmethode stark beeinflusst werden.

Bei der Bestimmung der Oberflächenrauheit des Stiftschafts vernachlässigen die Konstrukteure von Stiftschäften jedoch häufig den Einfluss der Oberflächenrauheit des Stiftschafts auf den Galvanisierungseffekt.

Bei gleichen Anforderungen an die Verchromungsdicke gilt: Je größer die Oberflächenrauheit des Stiftschafts vor der Verchromung, desto gröber die Oberfläche der Beschichtung nach der Verchromung, desto höher die Porosität, desto unvollständiger die Beschichtung, desto schlechter die Haftung zwischen der Beschichtung und der Oberfläche des Stiftschafts, desto leichter die Korrosion und desto größer die Auswirkungen auf die Lebensdauer.

Wenn der Rauhigkeitswert der Oberfläche des Stiftschaftes während der Galvanisierung zu groß ist, ist die tatsächliche Stromdichte der rauen Oberfläche kleiner als die scheinbare Stromdichte, was dazu führt, dass das Potenzial des rauen Teils nicht das Metallabscheidungspotenzial erreicht, und dann wird an dieser Stelle nicht galvanisiert.

Mit der Abnahme der Oberflächenrauhigkeit des Stiftschafts nimmt die Oberflächenhärte des Stiftschafts zu.

Denn je kleiner die Oberflächenrauheit des Stiftschafts ist, desto dichter ist die Beschichtung und desto höher ist die Härte.

Darüber hinaus können die unterschiedlich starken Risse rund um den Härteeindruck auch auf die Kompaktheit der Beschichtung hinweisen, was zeigt, dass der Hauptfaktor für die die Härte der Beschichtung ist das elektrolytische Produkt Wasserstoff.

Das Phänomen der Überspannung von Wasserstoff unterscheidet sich zwischen glatter und rauer Oberfläche, und die Überspannung auf rauer Oberfläche ist gering.

Daher ist es für den Wasserstoff auf der rauen Oberfläche des Stifts einfacher, die Ausscheidung zu vollenden, und die Metallionen werden dort auch weniger wahrscheinlich galvanisch abgeschieden.

Um die Lebensdauer und die Qualität des verchromten Stiftschaftes zu gewährleisten, muss die Oberflächenrauheit des Stiftschaftes vor der Beschichtung in einem angemessenen Bereich liegen.

Durch eine angemessene Erhöhung der Oberflächenrauheit des Stiftschafts kann jedoch auch die Haftkraft zwischen der Beschichtung und dem Stiftschaft verbessert werden.

Daher muss die Oberflächenrauheit des Stiftschafts im Allgemeinen weniger als 0,6 μm betragen.

2.3. Behandlung zur Wasserstoffelimination

Da während des Galvanisierungsprozesses eine Beiz- und Aktivierungsbehandlung durchgeführt werden muss, sind Wasserstoffentwicklung und Wasserstoffpermeation während des gesamten Galvanisierungsprozesses unvermeidlich, und der Wasserstoff kann in die Beschichtung und das Stiftmetall eindringen.

Die Wasserstoffentwicklung verringert nicht nur die Leistungsfähigkeit der Beschichtung und führt zu Nadellöchern, Pockennarben, Blasen und anderen Defekten, sondern verringert auch die Zähigkeit des Grundbolzenschafts, was zum Bruch der Kettenteile im Verbindungszustand führen kann, der weit unter der normalen Bruchspannung nach der Montage liegt.

Daher muss der verchromte Stiftschaft einer Wasserstoffeliminierungsbehandlung unterzogen werden, um die Eigenspannung.

Wenn der verchromte Stiftschaft eingelagert wird, ist eine schnelle und effektive Inspektionsmethode erforderlich, um die Wasserstoffversprödung Kontrolle des Produkts, um das Qualitätsrisiko und den Qualitätsverlust zu verringern.

Durch einen Vergleichstest wird vorgeschlagen, die Blasenmethode anzuwenden.

Die Blasenmethode ist einfach in der Anwendung, schnell und kostengünstig.

Die Prüfergebnisse stellen zwar keine einheitliche technische Anforderung dar, können aber als Referenz dienen, um das Risiko der Wasserstoffversprödung zu verringern.

Es wird vorgeschlagen, diese Methode kontinuierlich zu ergänzen und zu vervollkommnen, um die internen Kontrollstandards des Unternehmens und sogar die Spezifikationen der Branche zu bilden.

Bei der Blasenmethode wird der gereinigte und getrocknete zu prüfende Stiftschaft in Paraffin (oder Silikonöl oder Vaseline bei einer Temperatur von ca. 180 °C) 3-5 Minuten lang erhitzt, wobei die Bildung und das Entweichen von Blasen an der Oberfläche des Stiftschafts beobachtet und der Wasserstoffgehalt des zu prüfenden Stiftschafts beurteilt wird. Siehe Tabelle 1.

Tabelle 1: Entstehung und Entweichen von Luftblasen auf der Oberfläche des Stiftschafts und deren Bestimmung

Erzeugung und Entweichen von Luftblasen an der Oberfläche des StiftschaftsBestimmen Sie
Es treten dichte und kontinuierliche Blasen aus der Oberfläche des geprüften Stiftschafts aus, und die Dauer ist lang (nach 3 Minuten Erwärmung treten immer noch Blasen aus).Ist der Wasserstoffgehalt des geprüften Stiftschaftes hoch, wird der Stiftschaft der Charge als verdächtig oder untauglich eingestuft.
Nach 3 Minuten ist keine Blase mehr auf der Oberfläche des Stiftschafts zu sehen.Wenn der gemessene Stiftschaft keinen Wasserstoff enthält oder der Wasserstoffgehalt extrem niedrig ist, wird der Stiftschaft der Charge als akzeptabel beurteilt.
Legen Sie den geprüften Stiftschaft in die auf die angegebene Temperatur erwärmte Lösung und halten Sie ihn 3 Minuten lang. Es gibt ein paar Blasen, aber nach 3 Minuten entweichen keine Blasen.Das Urteil über den Stiftschaft ist akzeptabel.
Wird der zu prüfende Stiftschaft nicht gereinigt, bilden sich auf dem zu prüfenden Stiftschaft in der Anfangsphase der Erwärmung einzelne Blasen oder Blasen, die lange Zeit an der Oberfläche des zu prüfenden Stiftschaftes haften, ohne aufzusteigen.Ungültige Blase, der Stiftschaft wird für zulässig befunden.

Bei der Beobachtung und Beurteilung der Blasenbildung und des Entweichens von Blasen auf der Oberfläche des Stiftschafts mit der Blasenmethode sind folgende Punkte zu beachten.

1) Der geprüfte Stiftschaft muss mit Alkohol und anderen Reinigungsmitteln gereinigt, gewaschen und getrocknet werden, um sicherzustellen, dass die Oberfläche des Stiftschafts frei von Verunreinigungen und trocken ist.

2) Wenn die Lichtdurchlässigkeit der Lösung auf weniger als 75% der ursprünglichen Lösung sinkt, weil Verunreinigungen durch die lange Betriebszeit der Lösung in die Lösung eingebracht werden oder der Stiftschaft nicht gereinigt wird, wird die Beobachtung beeinträchtigt.

Daher muss die Lösung regelmäßig ausgetauscht werden.

3) Diese Methode kann nur beurteilen, ob der Stiftschaft Wasserstoff enthält, aber nicht den Wasserstoffgehalt pro Volumeneinheit.

Das Phänomen einer großen Anzahl von Blasen während der Prüfung bedeutet nicht, dass 100% der Wasserstoffversprödung Bruch auftreten wird, aber es kann klar sein, dass das Risiko der Wasserstoffversprödung Bruch in diesem Zustand ist stark erhöht.

Stiftschäfte, die als verdächtig oder untauglich eingestuft werden, sind mit Vorsicht zu behandeln.

3. Erkennung des verchromten Stiftschafts

3.1. Dicke der Verchromungsschicht

Die Dicke der Beschichtung ist ein wichtiger Leistungsindikator für den Stiftschaft, der sich häufig auf die Korrosions- und Verschleißbeständigkeit des Stiftschafts auswirkt.

Gegenwärtig gibt es viele Methoden zur Bestimmung der Schichtdicke.

Aufgrund der hohen Genauigkeit der metallographischen Methode wurde gemäß den Anforderungen der GB/T 6462-2005 mikroskopische Methode zur Messung der Dicke von Metall- und Oxidschichten die Schichtdicke verschiedener Arten von verchromten Stiften geprüft, wobei die Gleichmäßigkeit der Schichtdicke als nicht zufriedenstellend befunden wurde (siehe Abb. 2).

Abb. 2 zeigt die Schichtdicke einer bestimmten Art von Kettenbolzenwelle, und der Unterschied zwischen dem dicksten und dem dünnsten Teil beträgt 0,06 mm.

Es ist zu erkennen, dass die Gleichmäßigkeit der Schichtdicke einen erheblichen Einfluss auf die Rundheit des Stiftschafts.

Zhan Ruiqiu et al. zeigten, dass die Oberfläche Eigenspannung der Verchromungsschicht war die Zugspannung.

Mit zunehmender Dicke der Verchromungsschicht nahm die Oberflächeneigenspannung der Verchromungsschicht zunächst zu, dann ab, dann wieder zu und dann wieder ab.

Mit zunehmender Dicke der Verchromungsschicht nimmt die Härte der Verchromungsschicht zunächst geringfügig, dann rasch und dann langsam zu.

a) Der dickste Teil der Verchromungsschicht

b) Der dünnste Teil der Verchromungsschicht

Abb. 2 Schichtdicke an verschiedenen Positionen des verchromten Stiftschaftes (200 ×)

3.2 Härte der Verchromungsschicht

Bei der Messung der Härte der Verchromungsschicht wird häufig ein Mikro-Vickers-Härteprüfgerät verwendet. Je nach Schichtdicke kann eine geringe Druckbelastung von 5-200 g (0,049-1,96 N) gewählt werden, um die Eindringtiefe auf 1/10-1/7 der Schichtdicke zu bringen und so die Genauigkeit der Härtemessung zu gewährleisten.

Wenn die Dicke der Verchromungsschicht mehr als 100μm beträgt, kann auch ein Rockwell-Härteprüfgerät zur Prüfung verwendet werden.

Für die Härteprüfung sind je nach Teilegröße, Grundwerkstoff, Schichtdicke, Eindruckdurchmesser und Lastgröße unterschiedliche Härteprüfgeräte zu verwenden.

Daher variiert der Härtewert der Verchromungsschicht stark.

Tabelle 2 zeigt die Härteprüfung der Verchromungsschicht auf verschiedenen Arten von verchromten Bolzenschäften mit einer Last von 200 g (1,96 N) und einem Japan Sanfeng HM-200 Mikro-Vickers-Härteprüfgerät.

Aus Tabelle 2 ist ersichtlich, dass der maximale Härteunterschied bei verchromten Stiften desselben Modells 113,7 HV beträgt.

Tabelle 2: Beschichtungshärte des verchromten Stiftschaftes (HV)

ModellErkennungswertDurchschnittlicher WertUnterschied
A922.1882.2933.9871.4871.3896.1862.6
B882.2939.9887.9871.3887.8893.8268.6
C882.3876.7876.7887.8850.2874.7437.6
D845.0810.0781.8781.8772.7798.2672.3
E904.7882.2819.8791.0834.8846.50113.7

Gegenwärtig ist bekannt, dass der Hauptgrund für die hohe Härte der Verchromungsschicht darin liegt, dass eine große Menge Wasserstoff an ihrer Oberfläche adsorbiert wird.

Daher muss der Stiftschaft innerhalb von 4 Stunden nach dem Verchromen zur Entfernung von Wasserstoff wärmebehandelt werden.

Die praktische Demonstration zeigt, dass die Gesamtmenge der Wasserstoffelimination am größten ist, wenn die Temperatur für eine angemessene Zeit bei 200 ℃ gehalten wird.

Obwohl die Härte leicht reduziert wird, erhöhen sich die Porosität und das Rissnetzwerk der Beschichtung, was jedoch kaum Auswirkungen auf die Verwendung des verchromten Stiftschafts hat.

3.3 Bindungskraft der Verchromungsschicht

Die Haftkraft der Verchromungsschicht ist eine wichtige mechanische Eigenschaft der Beschichtung.

Wenn die Haftkraft gering ist, wird es schwierig sein, den Zweck der Galvanisierung zu erreichen, auch wenn die anderen Eigenschaften der Chromschicht gut sind.

In GB/T 5270-2008 werden Prüfverfahren für die Haftfestigkeit von elektrolytisch und chemisch abgeschiedenen Metallschichten auf Metallsubstraten spezifiziert, die meisten davon sind jedoch qualitative Messungen.

Zu den derzeit gebräuchlichen Nachweismethoden gehören die Stahlnadelkratzmethode, die Biegemethode, die Schlagmethode und die Schleifscheibenmethode.

Aufgrund der hohen Härte der Verchromungsschicht wird bei der täglichen Prüfung häufig die Schleifscheibenmethode verwendet.

Schleifen Sie den verchromten Stiftschaft auf der Schleifscheibe, bis der Stiftschaft am Sockel freiliegt.

Wenn sich die verchromte Schicht nicht ablöst, ist dies ein qualitativer Beweis dafür, dass die Haftkraft der verchromten Schicht gut ist.

Zhang Chunhua et al. zeigten, dass die Oberflächenrauhigkeit des Substrats einen großen Einfluss auf die Haftung der Beschichtung hat.

Mit der Verringerung der Oberflächenrauhigkeit des Substrats wird die Haftfestigkeit der Verchromungsschicht verbessert.

4. Schlussfolgerung

Aufgrund der Besonderheit des Verchromungsprozesses kann es leicht zu einem Versagen der verchromten Stiftwelle kommen.

Daher ist es notwendig, die entsprechenden Prozesse streng zu kontrollieren und die Erkennung der verchromten Bolzenwelle zu verstärken, um sicherzustellen, dass die Verchromungsschicht eine gute Korrosionsbeständigkeit, Verschleißfestigkeit und andere Eigenschaften aufweist, und somit das Auftreten von Qualitätsproblemen bei der Kette zu verringern.

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