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高精密 高難度 電鍍技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者
滲氫是在電鍍、酸洗或陰極電解除油等表面處理過程中,氫以原子狀態(tài)滲入工件基體或鍍層中造成的。滲氫使金屬基體內(nèi)應(yīng)力增大,硬度及強(qiáng)度增加,塑性降低,嚴(yán)重的造成晶格歪扭,直至斷裂。若在基體上鍍覆,滲氫使鍍層變脆,甚至起泡、剝落或斷裂。金屬材料在氫和應(yīng)力聯(lián)合作用下產(chǎn)生的早期脆斷現(xiàn)象就叫氫脆。
1、提高析氫的過電位
電鍍時(shí)使H+不易析出或很少析出。一切使得H+難以放電的因素,都能提高氫的過電位,也就使得陰極上析氫減少,從而減少滲氫。這些因素可歸納如下幾點(diǎn)：
①陰極材料的影響。不同材料的陰極（鍍件）有不同的析氫過電位。也就是說,氫在不同金屬材料上析出來的難易程度是不同的。例如:鑄鐵、高碳鋼、高合金鋼比低碳鋼及低合金鋼析氫量多,這是因?yàn)榍罢吆惺?、鎳、鉻、鈦等元素,降低了氫的過電位。鉛、鋅、鎘、錫作基體時(shí)，氫過電位較大；鈦、鈀、鉻作基體時(shí)，氫過電位??；鐵、鈷、鎳作基體時(shí)，氫過電位居中。以鍍鋅為例，氫在鋼鐵上要比在鋅層上析出容易得多，所以工件入槽后，氫氣泡首先在鋼鐵工件上析出，當(dāng)鋅層覆蓋工件后，析氫量就很少了。
②陰極材料表面狀態(tài)的影響。噴砂的鋼鐵件和磨光、拋光的鋼鐵件,在電鍍時(shí)陰極上析氫量也不同。噴砂件表面粗糙,氫的過電位小,容易放電,所以析氫較多;而磨光、拋光件表面光滑,析氫就較少。在酸洗中容易“過腐蝕”的零件，特別是鑄鐵及高碳鋼零件,在電鍍時(shí)析氫特別多,金屬沉積速度緩慢,這是因?yàn)榱慵砻娲嬖谥坞x的石墨即碳,使氫的過電位降低。若已采用強(qiáng)腐蝕而產(chǎn)生掛灰,可用鉻酸出光,以提高析氫過電位,減少陰極零件滲氫。
③陰極電流密度的影響。決定析氫量多少，或零件滲氫多少的,不只決定于氫過電位絕對值大小,還決定于氫的析出電位與金屬的析出電位的相對值大小以及它們隨陰極電流密度變化的程度。
④溶液pH值的影響。在酸性溶液中,氫的過電位隨pH值增大而變大,但在堿性溶液中則相反。在酸性溶液中,因?yàn)閜H值增大后,電極表面附近氫離子的濃度相應(yīng)降低,故氫的過電位增加。所以,對微酸性及微堿性電解液,控制值是很重要的如普通鍍鎳電解液pH值為4.0～5.2。
⑤添加劑的影響。有些添加劑能使氫的過電位增大，有些可使氫的過電位減小，因而影響析氫量。鋅酸鹽與鉀鹽鍍鋅所用的添加劑不同，它們的析氫量以鋅酸鹽為大，可見析氫量與添加劑有一定關(guān)系。
⑥電流效率的影響。電流效率高的電鍍液，如氯化物鍍鋅和鍍鎳電鍍液，其電流效率都很高，氫的過電位較大，析氫少；電流效率低的電鍍液，如鍍鉻電鍍液，氫的過電位較小，析氫大。相同鍍種不同工藝的電鍍液，電流效率也不同。鉀鹽鍍鋅比鋅酸鹽鍍鋅電流效率高，因而析氫量也比鋅酸鹽的少。
此外,鍍液中絡(luò)合劑的種類及數(shù)量,也會影響到氫的析出。一般來說,對金屬絡(luò)合力強(qiáng)的絡(luò)合劑的游離量增加時(shí),析氫較多,電流效率降低。
2、用化學(xué)除油代替陰極電化學(xué)除油
尤其是對薄壁及彈性零件、高溫合金零件效果明顯。
3、 用低濃度的酸,短時(shí)間處理
盡量采用常溫條件下的酸洗，鹽酸在常溫條件下同樣對氧化皮有較強(qiáng)的浸蝕能力，而對鋼鐵基體的浸蝕相對緩慢，故有利于減輕滲氫程度。
4、使用緩蝕劑
在不能降低酸濃度和縮短處理時(shí)間的情況下緩蝕劑能吸附在裸露金屬的活性表面上,提高氫的過電位,從而減緩了金屬的腐蝕,減少滲氫。在酸洗液中加入0.2%左右的有機(jī)緩蝕劑如苯胺、硫脲或磺化蓖麻油,就能有效地抑制金屬的腐蝕。
倘若改變緩蝕劑的品種和用量并進(jìn)行類似的測定，即滲氫電流與腐蝕液種類、濃度的測定，便可根據(jù)滲氫電流值的大小來確定最佳酸洗條件。
5、 進(jìn)行噴砂、拋光等機(jī)械處理
為了避免長時(shí)間的酸處理,機(jī)械處理可以防止零件滲氫。
6、酸處理后用高溫堿液浸漬
此法可將零件吸收的H2逐出。
7 、酸溶液脫氧
含溶解氧或暴露在空氣中的酸溶液,一般比無氧酸溶液中的腐蝕性更大,滲氫更多。所以,脫去酸溶液中的氧,將使其腐蝕性及滲氫量減小。
8、 電鍍后進(jìn)行除氫處理
（1）一般鋼零件:180～220℃,2～3h。
（2）滲碳、氰化件、細(xì)鋼絲:140～160℃,2h。
（3）精密件、復(fù)雜組合件及銅合金組合件。在航空潤滑油中于140～160℃,保溫2h。
（4）帶錫焊的鍍鋅件:140～160℃,2h。
除氫后,可使鍍層和基體的脆性減小,韌性增加,并使鍍層和基體的結(jié)合力得到改善。
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