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電鍍基體材料與電鍍質量問題
m.grecc.com.cn 化學鍍鎳--合航集團 2013-08-19 17:11
電鍍廠資訊：我們在實際電鍍生產中，由于工件基體材料種類復雜繁多，采用常規電鍍工藝有時難以鍍出理想的鍍層。本文擬就不銹鋼、滲碳件、冷軋硬化件、鑄鐵件、焊接件等鋼鐵基材料的電鍍質量問題做一些簡單的探討。
一、不銹鋼基體材料：
不銹鋼具有良好的耐蝕性，出于一些特殊用途的需要，常常在其表面進行電鍍一層金、銀、鎳、鉻等金屬。不銹鋼基體材料在表面直接電鍍得到的大多是粗糙與結合力差的鍍層，主要原因是不銹鋼的表面存在強氧化膜影響鍍層的結合力;且不銹鋼過電位較高，由于陰極有氫氣還原析出而使鍍層金屬原子不易沉積。有關資料顯示，不銹鋼基體材料電鍍時鍍前處于拉應力狀態時，鍍層與基體結合力差;處于應力時，結合力較好。因此對不銹鋼基體材料電鍍時，鍍前需要進行特殊處理。如：采用噴砂、丸和預鍍處理后鍍層質量才能有所保證。
二、普通鋼鐵滲氮、碳基體材料：
鋼鐵滲氮、碳和淬火后，基體材料表面組織一般會有大量小顆粒狀碳化物(氧化皮)，碳原子與微量元素結合形成的未溶碳化物對晶界起釘扎作用，一般在沉積過程中達到陰極表面的金屬原子會沿著基體金屬延伸的壓力來占據與結構相連續的位置。但這些未溶碳化物破壞了原有的應力場，使得金屬原子沉積難以均衡吸引到基體表面形成穩定的結構。有時某些晶粒向上生長得快一些而其它晶粒向上的生長慢一些，甚至停止使鍍層粗糙不連續。故鋼鐵滲氮、碳基體材料電鍍一般先除去氧化產物和預鍍處理后再電鍍需要的金屬,才能使鍍層的結合力提高。
三、冷軋硬化基體材料：
冷軋硬化件表面依不同的機加工方法，基材表面和基材內部具有不同的結晶組織，表面晶格發生劇烈變形，并覆蓋一層氧化膜。由于基體表面金屬結構與鍍層金屬結構相差較大，而使鍍覆金屬不能以正常晶格連續生長。另外加工過程中產生的一些雜質也會阻止正常晶格的生長或抑制晶粒的長大，有時某些晶粒向上生長得快一些而其它晶粒向上的生長慢一些，甚至停止。因此難以形成連續的生長面，這樣的基材表面被稱為材料的弱表面，要提高鍍層的結合力就需要避免或除去弱的表面層(冷著硬化層、氧化層)。
四、鑄鐵件基體材料：
鑄鐵件在實際生產中，鑄鐵件鍍鎳、鋅、銅很常見，鍍層的主要問題是沉積困難和鍍后腐蝕較快;難以使鍍層附著其表面而質地疏松，大量微孔及夾砂使其表面起伏高低不平，在施鍍過程中，氫氣容易進入孔隙，在周圍介質溫度變化及其它因素的影響下，留在鑄件內的氫氣力圖通過鍍層泄放出來，氫氣對鍍層施加較大的壓力而將鍍層與鑄件撕開，減弱鍍層與鑄件的結合力。另外，鑄鐵中碳極少與鐵形成固溶體，大多以游離態(石墨)或化合態(滲碳體)存在，因而在其表面析氫反應強烈，金屬離子不易發生還原反應而沉積在基體材料上，故使鍍層質量不佳，表面粗糙多孔。同時鑄鐵件基體材料的微孔隙(砂孔)對電鍍層的質量影響也極大，施鍍時電解液滲入到孔隙內，并達到一定深度不易清洗干凈，過一段時間之后電解液就外流與鍍層發生反應，破壞鍍層。出現大量黒斑而影響防護性能和外觀。另外，鑄鐵大量的游離碳也會促進微電池的產生而加速鍍層的腐蝕。
五、焊接組合基體材料：
電鍍過程中焊接基體材料的零件焊接接口組合部位的鍍層質量效果不好，是受基體的表面狀態影響。由于氫氣在粗糙面的過電位小于光滑表面，然而氫氣易析出使鍍層不易沉積。要改善鍍層的覆蓋能力必須提高基體的表面光潔度。因為焊接接口區的組織是焊接熔池，從液相變成固相的一次結晶過程。它不同于鑄造過程中金屬收縮產生裂紋，大量來不及逸出的氫、氧、氮等氣體形成的氣孔，以及焊條、助焊劑與母材夾層在冶金反應過程中生成的夾雜物造成焊接區結晶組織的復雜性、多樣性，也必將影響到電鍍過程中的覆蓋能力，要得到好的鍍層質量效果，就要嚴格控制好鍍前處理，清理焊縫使焊接口光滑平整。
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