Изучите эффективные решения для листового металла

Нажмите, чтобы узнать о листогибочных прессах, обрезных станках, лазерных резаках и многом другом от Artizono. Повысьте эффективность производства с помощью инновационных промышленных решений.

Руководство по нанесению хромового покрытия на валы цепных штифтов

1. Предисловие

Гальваника - это процесс получения относительно тонкого слоя других металлов и сплавов на поверхности одних металлов по принципу электролиза.

Это метод наклеивания металлической пленки на поверхность металлических и других материальных деталей путем электролиза.

Как традиционная технология модификации поверхности, хромирование играет важную роль в гальванической промышленности.

Слой хромового покрытия может эффективно защитить поверхность вала штифта и избежать чрезмерного износа и коррозии вала штифта цепи в процессе эксплуатации.

Это объясняется тем, что хром сам по себе обладает отличной износостойкостью и коррозионной стойкостью, а также сильной пассивирующей способностью.

Поэтому процесс хромирования широко используется для упрочнения поверхности вала штифта цепи.

2. Процесс обработки хромированного штифтового вала

По сравнению с обычными термообработанными штифтами, хромирование и бесцентровая шлифовка после хромирования добавляются в технологический процесс хромированных штифтов.

Среди них следует обратить внимание на влияние материала штифта и качества поверхности штифта на качество покрытия, а также своевременно проводить обработку по удалению водорода после нанесения покрытия.

2.1 Влияние основного металла на слой хромового покрытия

Хорошее сочетание слоя хромового покрытия и вала штифта тесно связано с химическими свойствами вала штифта.

Некоторые металлы обладают пассивирующим свойством, и на их поверхности легко образуется плотная оксидная пленка.

Если он не активирован, трудно получить сплошной слой хромового покрытия на поверхности вала штифта.

Кроме того, для некоторых булавок, обработанных азотированиеПоскольку на поверхности образуется слой белого соединения, адгезия атомов хрома к поверхности значительно снижается, и при хромировании также требуется активационная обработка.

2.2 Влияние качества поверхности вала штифта на слой хромового покрытия

Во-первых, на поверхности вала штифта не должно быть пор и трещин.

Это связано с тем, что при наличии трещин и пор на поверхности штифтового вала при нанесении покрытия электролит будет проникать в зазоры штифтового вала.

Через некоторое время просочившийся электролит взаимодействует с валом штифта, выделяя водород.

Если давление последнего превышает силу сцепления покрытия и стержня штифта, то покрытие будет пузыриться и протыкаться, как показано на рис. 1.

a) Волдыри на покрытии

b) Плакированное игольное ушко

Рис. 1 Дефекты хромирования (200 ×)

Во-вторых, шероховатость поверхности вала штифта оказывает большое влияние на качество поверхности слоя хромирования, поэтому вал штифта часто полируется или шлифуется.

Шероховатость поверхности относится к микрорасстоянию и неравномерности гребней и долин волн на поверхности деталей, на которые сильно влияет метод обработки.

Однако при определении шероховатости поверхности вала штифта конструктор часто пренебрегает влиянием шероховатости поверхности вала штифта на эффект металлизации.

При одинаковых требованиях к толщине хромового покрытия, чем больше значение шероховатости поверхности вала перед нанесением покрытия, тем грубее поверхность покрытия после нанесения покрытия, тем выше пористость, тем неполнее покрытие, тем хуже адгезия между покрытием и поверхностью вала, тем легче коррозия и тем больше влияние на срок службы.

Если шероховатость поверхности вала штифта во время нанесения гальванического покрытия слишком велика, фактическая плотность тока на шероховатой поверхности будет меньше кажущейся плотности тока, в результате чего потенциал шероховатой части не достигнет потенциала осаждения металла, и в этом месте не будет нанесено покрытие.

С уменьшением шероховатости поверхности вала штифта увеличивается его поверхностная твердость.

Это связано с тем, что чем меньше шероховатость поверхности вала штифта, тем плотнее покрытие и выше его твердость.

Кроме того, трещины разной степени выраженности вокруг вдавливания твердости могут также указывать на компактность покрытия, что свидетельствует о том, что основным фактором, влияющим на твёрдость покрытия является продукт электролиза - водород.

Явление перепотенциала водорода отличается между гладкой и шероховатой поверхностями, и перепотенциал на шероховатой поверхности мал.

Таким образом, водороду на шероховатой поверхности штифта легче завершить процесс осаждения, а ионам металла в нем также меньше шансов быть электроосажденными.

Чтобы обеспечить срок службы и качество хромированного вала, необходимо контролировать шероховатость поверхности вала перед нанесением покрытия в разумных пределах.

Однако правильное увеличение шероховатости поверхности стержня также может улучшить силу сцепления между слоем покрытия и стержнем.

Поэтому шероховатость поверхности вала штифта обычно должна быть менее 0,6 мкм.

2.3. Обработка для удаления водорода

Поскольку в процессе гальванического покрытия необходимо проводить травление и активационную обработку, выделение водорода и его просачивание неизбежны во всем процессе гальванического покрытия, и водород может проникать в покрытие и металл штифта.

Эволюция водорода не только снижает эксплуатационные характеристики покрытия, приводит к образованию точечных отверстий, карманов, пузырей и других дефектов, но и снижает вязкость вала базового штифта, что может привести к разрушению деталей цепи в состоянии соединения, намного меньшем, чем нормальное напряжение разрушения после сборки.

Поэтому хромированный штифтовой вал должен быть подвергнут обработке водородом для уменьшения внутреннее напряжение.

Когда хромированный штифтовой вал помещается на хранение, требуется быстрый и эффективный метод проверки. водородное охрупчивание проверка продукции для снижения риска потери качества.

В результате сравнительного тестирования было предложено использовать метод пузырьков.

Пузырьковый метод прост в эксплуатации, занимает мало времени и не требует больших затрат.

Хотя результаты испытаний не являются единым техническим требованием, они могут быть использованы в качестве ориентира для снижения риска водородного охрупчивания.

Предлагается постоянно дополнять и совершенствовать этот метод, чтобы сформировать стандарты внутреннего контроля компании и даже отраслевые спецификации.

Пузырьковый метод заключается в нагревании очищенного и высушенного тестируемого стержня в парафине (или силиконовом масле, или вазелине при температуре около 180 °С) в течение 3-5 мин, наблюдении за образованием и выходом пузырьков на поверхности стержня и определении содержания водорода в тестируемом стержне. См. таблицу 1.

Таблица 1 Образование и выход пузырьков воздуха на поверхности вала штифта и их определение

Образование и выход пузырьков воздуха на поверхности вала штифтаОпределите
С поверхности испытуемого стержня выходят плотные и непрерывные пузырьки, причем их продолжительность велика (пузырьки продолжают выходить после нагревания в течение 3 мин).Если содержание водорода в испытуемом штифтовом вале высокое, то штифтовой вал партии считается подозрительным или неквалифицированным.
Через 3 минуты на поверхности стержня не видно пузырьков.Если измеренный штифтовой вал не содержит водорода или его содержание чрезвычайно мало, штифтовой вал партии считается приемлемым.
Поместите испытуемый стержень в раствор, нагретый до указанной температуры, и держите его в течение 3 мин. Появляется несколько пузырьков, но через 3 мин пузырьки не выходят.Допускается суждение о штифтовом вале.
Если тестируемый штифтовой вал не очищен, то на начальной стадии нагрева на нем образуются отдельные пузырьки или пузырьки, которые долгое время прилипают к поверхности тестируемого штифтового вала, не поднимаясь.Недействительный пузырек, вал штифта признан приемлемым.

При наблюдении и оценке образования и выхода пузырьков на поверхности штифтового вала с помощью пузырькового метода необходимо обратить внимание на следующие моменты.

1) Испытываемый штифтовой вал должен быть очищен, вымыт и высушен с помощью спирта и других чистящих средств, чтобы убедиться, что поверхность штифтового вала не содержит загрязняющих веществ и сухая.

2) Если светопропускание раствора падает до уровня менее 75% от исходного раствора из-за примесей, попавших в раствор вследствие длительного срока службы раствора или не очищенного штыревого вала, это влияет на результаты наблюдения.

Поэтому раствор необходимо регулярно заменять.

3) Этот метод позволяет судить только о наличии водорода в стержне, но не позволяет судить о содержании водорода в единице объема.

Явление большого количества пузырьков во время испытания не означает, что произойдет 100% разрушение от водородного охрупчивания, но можно понять, что риск разрушения от водородного охрупчивания в таком состоянии значительно возрастает.

К штифтовым валам, признанным подозрительными или неквалифицированными, следует относиться с осторожностью.

3. Обнаружение хромированного штифтового вала

3.1. Толщина слоя хромового покрытия

Толщина покрытия является важным показателем производительности штифтового вала, который часто влияет на коррозионную стойкость и износостойкость штифтового вала.

В настоящее время существует множество методов определения толщины покрытия.

В связи с высокой точностью металлографического метода, в соответствии с требованиями GB/Т 6462-2005 микроскопического метода измерения толщины металлических и оксидных покрытий, была проверена толщина покрытия различных типов хромированных штифтов, и равномерность толщины покрытия была признана неудовлетворительной (см. рис. 2).

На рис. 2 показана толщина покрытия определенного типа вала цепного штифта, разница между самой толстой и самой тонкой частями составляет 0,06 мм.

Видно, что равномерность толщины покрытия серьезно влияет на округлость вала штифта.

Zhan Ruiqiu et al. показали, что поверхность внутреннее напряжение слоя хромового покрытия было растягивающее напряжение.

С увеличением толщины слоя хромового покрытия поверхностное внутреннее напряжение слоя хромового покрытия сначала увеличивалось, затем уменьшалось, потом увеличивалось и уменьшалось.

С увеличением толщины слоя хромового покрытия твердость слоя хромового покрытия сначала увеличивается незначительно, затем быстро, а затем медленно.

a) Самая толстая часть слоя хромового покрытия

b) Самая тонкая часть слоя хромового покрытия

Рис. 2 Толщина покрытия в различных положениях хромированного штыревого вала (200 ×)

3.2 Твердость слоя хромового покрытия

При измерении твердости слоя хромового покрытия часто используется микротвердомер Виккерса. В зависимости от толщины покрытия можно выбрать небольшую нагрузку прессования 5-200 г (0,049-1,96 Н), чтобы глубина вдавливания достигла 1 / 10-1 / 7 от толщины покрытия, чтобы обеспечить точность измерения твердости покрытия.

Когда толщина слоя хромового покрытия превышает 100 мкм, для испытаний также можно использовать твердомер Роквелла.

Для испытания на твердость должны использоваться различные твердомеры в зависимости от размера детали, материала основы, толщины покрытия, диаметра вдавливания и величины нагрузки.

Поэтому значение твердости слоя хромового покрытия сильно варьируется.

В таблице 2 приведены результаты испытаний на твердость слоя хромового покрытия на различных типах хромированных штифтовых валов с нагрузкой 200 г (1,96 Н) на японском микротвердомере Виккерса Sanfeng HM-200.

Из таблицы 2 видно, что максимальная разница в твердости хромированных штифтов одной и той же модели составляет 113,7 HV.

Таблица 2 Твердость хромированного покрытия вала штифта (HV)

МодельЗначение обнаруженияСреднее значениеРазница
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

В настоящее время известно, что основной причиной высокой твердости хромового покрытия является адсорбция на его поверхности большого количества водорода.

Поэтому после хромирования вал штифта должен быть подвергнут термической обработке для удаления водорода в течение 4 часов.

Практическая демонстрация показывает, что общее количество выделения водорода является наибольшим, когда температура поддерживается на уровне 200 ℃ в течение соответствующего времени.

Хотя твердость немного снижается, пористость и сеть трещин в покрытии увеличиваются, но это практически не влияет на использование хромированного вала.

3.3 Сила сцепления слоя хромового покрытия

Сила сцепления слоя хромового покрытия является важным механическим свойством покрытия.

Если сила сцепления низкая, будет трудно достичь цели гальванического покрытия, даже если другие свойства слоя хромового покрытия хорошие.

В обзоре GB / T 5270-2008 "Методы испытаний на прочность сцепления электроосажденных и химически осажденных металлических покрытий с металлическими подложками" указаны методы испытаний на прочность сцепления электроосажденных и химически осажденных металлических покрытий с металлическими подложками, но большинство из них представляют собой качественные измерения.

В настоящее время широко используются такие методы обнаружения, как метод царапин стальной иглой, метод изгиба, метод удара и метод шлифовального круга.

Из-за высокой твердости слоя хромового покрытия метод шлифовального круга часто используется для ежедневного обнаружения.

Отшлифуйте хромированный вал штифта на шлифовальном круге до тех пор, пока вал штифта не выйдет за пределы основания.

Если хромированный слой не отслаивается, это качественно подтверждает, что сила сцепления хромированного слоя хорошая.

Чжан Чуньхуа и др. показали, что шероховатость поверхности подложки оказывает большое влияние на адгезию покрытия.

С уменьшением шероховатости поверхности подложки улучшается прочность сцепления слоя хромового покрытия.

4. Заключение

Из-за особенностей процесса хромирования легко вызвать поломку штифтового вала с хромированным покрытием.

Поэтому необходимо строго контролировать соответствующие процессы и усилить контроль хромирования вала штифта, чтобы обеспечить хорошую коррозионную стойкость, износостойкость и другие свойства хромированного слоя, и тем самым снизить возникновение проблем с качеством цепи.

Всего в одном шаге!

Начните революцию в обработке листового металла

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Прокрутить вверх