彈簧的金屬維護層

其實彈簧表面的維護就是對彈簧表面進行電鍍處理，彈簧經(jīng)過表面處理后不但可以改善彈簧的外觀，能讓彈簧不受腐蝕。金屬維護層種類很多,就彈簧而言,一般是用電鍍方法以獲得金屬維護層。電鍍維護層不但可以維護不受腐蝕,也能改善彈簧的外觀。有些電鍍金屬還能改善彈簧的作業(yè)功能,例如提高表面硬度,增加抗磨損力,提高熱穩(wěn)定,防止射線腐蝕等。但如果單純?yōu)榱朔栏g,一般應(yīng)選用電鍍鋅層與電鍍鎘層。

鋅在干燥的空氣中較穩(wěn)定,幾乎不發(fā)生變化,不易變色。在濕潤的空氣中會生成一層氧化鋅或碳式碳酸鋅的白色薄膜。這層致密的薄膜可阻撓繼續(xù)遭受腐蝕。雖然熱鍍鋅可以避免電鍍時的氫脆，但因熱鍍鋅溫度大約500℃，對彈簧來說，有退火效果，高強度彈簧不合適。熱鍍錫可以采用，熔融的錫溫度約232℃，對彈簧硬度幾乎沒有影響。因此鍍鋅層用于彈簧一般在大氣條件下防腐蝕維護層。凡與硫酸、鹽酸、苛型鈉等溶液相接觸,以及在三氧化硫等氣氛的潮濕空氣中作業(yè)的彈簧均不宜用鍍鋅層。

一般鍍鋅層后經(jīng)過鈍化處理,鈍化可提高鍍層的維護功能和增加表面美觀。

在海洋型或高溫的大氣中,以及與海水接觸的彈簧,在70°C熱水中運用的彈簧,鎘比較穩(wěn)定,耐腐蝕力也較強。鎘鍍層比鋅鍍層光亮美觀、質(zhì)軟、可塑型比鋅好,鍍層氫脆小,最適宜于彈簧作維護層。但鎘稀少、價昂貴、且鎘鹽毒性大,對環(huán)境污染很厲害。因此,在使用上受到限制。故大多數(shù)只在航空、航海及電子工業(yè)所用的彈簧才使用鎘鍍層作維護層。

為了提高鎘鍍層的防蝕功能,可在鍍后進行鈍化處理。

鋅與鎘鍍層的厚度決定著維護才能的高低。厚度的大小一般應(yīng)根據(jù)運用時工作環(huán)境來挑選,鍍鋅層硬度推薦在6~24μm范圍內(nèi)選取;鍍鎘層厚度推薦在6~12μm范圍內(nèi)選取。鍍鋅工藝簡單、成本輕，光亮度沒有鍍鎘漂亮，但鍍鋅對材料表面的粗糙度要求低；鍍鎘工藝復(fù)雜，成本大，光亮度比鍍鋅漂亮，但鍍鉻對材料表面的粗糙度要高。另外，鍍鋅氫的滲透力對彈簧的破壞比鍍鎘要大。

彈簧的鍍鋅和鍍鎘是在氰化電解液中進行的。在電鍍過程中,除鍍上鋅或鎘外,還有一部分還原的氫滲透到鍍層和基體金屬的晶格中去,造成內(nèi)應(yīng)力,在鋼內(nèi)部形成細小的裂紋，又稱白點，使彈簧上的鍍層和彈簧變脆,也叫氫脆。氫脆一經(jīng)產(chǎn)生就消除不了，由于彈簧材料的強度很高,再加上彈簧成形時的變形很大,因此,對氫脆特別敏感,如不及時去氫,往往會造成彈簧的開裂。為了消除電鍍過程中產(chǎn)生的一些缺陷,改善彈簧的物理化學(xué)功能,延長彈簧的運用壽命,提高鍍層的抗蝕才能,必須進行鍍后處理,即除氫處理。除氫處理是在電鍍后,當即或者在幾小時之內(nèi)進行。將電鍍后的彈簧在200~215°C的溫度中,加熱1~2h(或2h以上,如果時間過長容易產(chǎn)生鉻脆),即可達到除氫的意圖。

除氫一般在烘箱中進行。除氫作用與溫度、時間、電鍍后的停留時間等有關(guān)。一般來說,溫度高、加熱時間長,鍍后停頓時間短,其除氫作用就好。故對彈簧除氫溫度挑選可高一些。

金屬維護層,除上述的鍍鋅和鍍鎘外,還有鍍銅、鍍鉻、鍍鎳、鍍錫、鍍銀、鍍鋅鈦合金等,彈簧設(shè)計者可根據(jù)彈簧作業(yè)的場合挑選鍍層。



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