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今日,与大伙儿儿分享一篇十分实用的文章:紧固件行业所含关棘层解决基础知识。好文章,记得和大伙儿儿分享哦——

一、电镀原理与基础

1、电镀的定义:

电镀是镀液中主盐金属离子,在直流电场作用下,因扩散、对流、电迁移等传质手段到达作为阴极工作棘层,得到电子而还原为金属原子,并进一步结晶排列为金属层的过程。(狭义)

2、电镀原理:

电镀装置示意图﹐被镀的零件为阴极﹐与直流电源的负极相连﹐金属阳极与直流电源的正极联结﹐阳极与阴均浸入镀液中。当在阴阳两极间施加一定电位时﹐则在阴极居于如下反应﹕从镀液内部人员扩散到电极和镀液界面的金属离子Mn+从阴极上获得n个电子﹐还原成金属M;自己面﹐在阳极则居于与阴极删改相反的反应﹐即阳极界面上居于金属M的溶解﹐释放n个电子生成金属离子M n+。

3、电镀液成分简介

1)主盐

主盐是指镀液中能在阴极上沉积出所要求镀层金属的盐﹐用于提供金属离子。镀液中主盐浓度能能在另另1个适当的范围﹐在其它条件不变时,主盐浓度增加或减少﹐能能对电沉积过程及最后的镀层组织有影响。比如﹐主盐浓度升高﹐电流时延提高﹐金属沉积时延加快﹐镀层晶粒较粗﹐溶液分散能力下降。(氯化锌)

2)洛合剂

许多情形下﹐若镀液中主盐的金属离子为简单离子时﹐则镀层晶粒粗大﹐刚刚﹐要采用络合离子的镀液。获得络合离子的最好的办法是加入络合剂﹐即能络合主盐的金属离子形成络合物的物质。络合物是并能能由简单化合物相互作用而形成的“分子化合物”。在含络合物的镀液中﹐影响电镀效果的主本来主盐与络合剂的相对含量﹐即络合剂的游离量﹐而能能绝对含量。(在碱性条件下电镀,可能性绝大多数金属离子能能呈氢氧化物沉淀,因而能能采用配合物电镀,此时洛合剂是镀液的必备成份。锌酸盐镀锌液中的氢氧化钠和三乙酸胺。)

3)附加盐

附加盐是电镀中除主要盐外的许多碱金属或碱土金属盐类﹐主要用于提高电镀液的导电性﹐对主盐中的金属离子不起络合作协议用。许多附加盐还能改善镀液的深镀能力﹐分散能力﹐产生细致的镀层。(氯化钾、氯化钠质量不太好)

4)缓冲剂

缓冲剂是指用来稳定溶液酸碱度的物质。类式物质一般是由弱酸和弱酸盐或弱碱和弱碱盐组成的﹐能使溶液遇到碱或酸时﹐溶液的pH值变化幅度缩少。(硼酸)

5)阳极活化剂

镀液中能有益于阳极活化的物质称阳极活化剂。阳极活化剂的作用是提高阳极刚刚刚开始 钝化的电流密度﹐从而保证阳极居于活化情形而能正常地溶解。阳极活化剂含量居于问题时阳极溶解不正常﹐主盐的含量下降较快影响镀液的稳定。(氰化镀铜时用)

6)添加剂

添加剂是指不必明显改变镀层导电性﹐而能显著改善镀层性能的物质。根据在镀液中所起的作用﹐添加剂可分为﹕光亮剂﹐整平剂﹐和抑雾剂等。

4、影响电镀质量的因素

影响电镀质量的因素太多太多﹐包括镀液的各种成分以及各种电镀工艺参数。下面就其中许多主要因素进行说明。

1)pH值的影响

镀液中的pH值能没有影响氢的放电电位﹐碱性夹杂物的沉淀﹐还能没有影响络合物或水化物的组成以及添加剂的吸附程度。刚刚﹐对各种因素的影响程度一般不可预见。最佳的pH值往往要通过试验决定。在所含络合剂离子的镀液中﹐pH值可能性影响居于的的各种络合物的平衡﹐因而能能根据浓度来考虑。电镀过程中﹐若pH值增大﹐则阴极时延比阳极时延高﹐pH值减少则反之。通过加入缓冲剂能没有将pH值稳定在一定范围。

2)添加剂的影响

镀液中的光亮剂﹐整平剂﹐润湿剂等添加剂能明显改善镀层组织。对此添加剂是否机和有机之分。无机添加剂起作用的因为是可能性它们在电解液中形成高分散度的氢氧化物或硫化物胶体﹐吸附在阴极棘层阻碍金属溶解﹐提高阴极极化作用。有机添加剂起作用的因为是类式添加剂多为棘层活性物质﹐它们会吸附在阴极棘层形成一层附膜﹐阻碍金属溶解﹐因而提高阴极极化作用。另外﹐许多有机添加剂在电解液中形成胶体﹐会与金属离子络合形成胶体-金属离子型络合物﹐阻碍金属离子放电而提高阴极极化作用。

3)电流密度的影响

任何电镀都能能有另另1个能产生正常镀层的电流密度范围。当电流密度居于问题时﹐阴极极化作用较小﹐镀层桔晶粗大﹐甚至没有镀层。随着电流密度的增加﹐阴极极化作用随着增加﹐镀层晶粒没有细。当电流密度居于问题﹐超过极限电流密度时﹐镀层质量刚刚刚开始 恶化﹐甚至经常出现 海绵体﹐枝晶状﹐烧焦及发黑等。电流密度的变化的上限和下限是由电镀液的本性﹐浓度﹐温度和搅拌等因素决定的。一般情形下﹐主盐浓度增大﹐镀层温度升高﹐以及有搅拌的条件下﹐能没有允许采用较大的电流密度。

4)电流波形的影响

电流波形的影响是通过阴极电位和电流密度的变化来影响阴极沉积过程的﹐它进而影响镀层的组织底部形态﹐甚至成分﹐使镀层性能和外观居于变化。实践证明﹐三相全波整流和稳压直流相当﹐对镀层组织几乎没有那此影响﹐而其它波形则影响较大。

5)温度的影响

镀液温度的升高能扩散加快﹐降低浓差极化﹐此外﹐升温还能使离子的脱水过程加快。离子和阴极棘层活性增强﹐也降低了电化学极化﹐因为结晶变粗。自己面﹐温度升高能增加盐类的溶解度﹐从而增加导电和分散能力﹔还能没有提高电流密度上限﹐从而提高生产时延。

6)搅拌的影响

搅拌可降低阴极极化﹐使晶粒变粗﹐但可提高电流密度﹐从而提高生产率。此外搅拌还可增强整平剂的效果。

产品棘层情形的无尘室、平整的基件棘层镀层效果越好,产品底部形态也影响电流分布,位置定位等。

二、电镀的分类与作用

1、按使用最好的办法大致可分成五类

电化学最好的办法:许多最好的办法的特点是利用电极反应,在零件棘层上形成镀覆层,其中应用最广的是:电镀与阳极氧化。

化学镀最好的办法:许多最好的办法的特点是在没有电流通过的情形下,利用物质互相作用,在零件棘层上形成镀覆层,主要工艺过程有:化学镀(化学镀镍、化学镀铜);化学转化膜解决(锌的铬酸盐钝化、钢铁的磷化、氧化)。

热加工最好的办法:以热镀锌为主。

高真空最好的办法。

许多物理最好的办法。

2、按作用能没有分五类

提高零件的耐蚀性能:类式钢铁产品棘层镀锌、锌铝等。

提高零件的耐磨性能:类式镀铬、镀镍提高耐磨性,阳极氧化提高铝制品的耐磨性。

提高零件的防护和装饰性能:类式镀铬、镀镍、镀铜、金属棘层着色等。

修复零件尺寸:类式轴、齿轮、花键等重要机械零部件使用后磨损,可采用镀铁、镀铬修复尺寸。

赋予许多零件特殊的功能:类式镀铜镀银能没有提高导电性能;镀镍-钴、镍-铁提高导磁性;镀锡可提高其耐酸性。

3、按加工最好的办法能没有分四类

4、镀锌溶液的分类

氰化物镀锌:镀层结晶细致,除氢后不必发黑、镀液分散能力好、温度范围较宽及废水治量简便;电流时延低,不宜镀铸铁件,毒性大,易分解,使操作有不安全感。

锌酸盐镀锌:对钢铁备无腐蚀作用,可用氰化物镀锌液转换,维护费底,镀层晶细致,对尽可能性质敏感性底,废水解决方便;缺点是电流时延低,电镀时氯化氢气体刺激性都较大,需装抽风设备。

氯化物镀锌:电流时延高(95%)镀层质量好,电镀过程渗氢少,可镀弹性件,能在铸件或高碳钢上直接电镀,镀液对操作工员影响小,不需抽风装置,管理维护也方便;缺点是对钢件设备有较大腐蚀性,钝化膜会居于“变色”大问题,氯化氨废水难解决。采用无氨镀可改善。

硫酸盐镀锌:镀液简单,成本低,电流时延高,沉积时延快,适合在线材、带材上高速电镀。与许多类型镀液相比,它的阴极极化小,镀层结晶粗,分散覆盖能力差,只适用外形简单的零件。

三、紧固件棘层解决工艺选着与简介

1、紧固件棘层解决工艺选着

选着何种棘层解决,是每另另1个设计者都面临的大问题。可选着的棘层解决类型太多太多,但原则没有另另1个”经济、实用”。

可能性几乎所有商业紧固件能能由碳钢、合金钢制成,一般的紧固件都希望能解决腐蚀,此外,棘层解决的镀层能能附着牢固,没有在安装和卸下的过程中脱落,对螺纹紧固件,镀层还需足够薄,使得镀后螺纹仍能旋合。一般镀层的温度限制比紧固件材料要低,刚刚还需考虑紧固件居于的工作温度要求。

对于棘层解决,大伙儿一般关注的是美观和防腐,但紧固件的主要功能是紧固零部件,而棘层解决对紧固件的紧固性上能能很大的影响,太多太多,选着棘层解决时,也应考虑紧固性能的因素,即安装扭矩—预紧力的一致性。

一名高水平的设计者,不仅应考虑设计,还因注意到装配的工艺性,甚至环保要求。

下面根据上述因素简要介绍许多紧固件常用的镀层,以供紧固件从业人员参考。

电镀锌

电镀锌是商业紧固件最常用的镀层。它比较便宜,外观也较好看,能没有有黑色、军绿色。然而,它的防腐性能一般,其防腐性能是锌镀(涂)层中最低的。一般电镀锌中性盐雾试验在72小时之内,能能采用特殊封闭剂,使得中性盐雾试验达3000小时以上,但价格贵,是一般镀锌的5——8倍。

电镀锌加工过程易产生氢脆,太多太多10.9级以上的螺栓一般不采用镀锌的解决.确实镀能没有没有用烘箱去氢,但因钝化膜在300℃以上时将遭破坏,刚刚去氢能能在电镀后钝化前进行。没有可操作性差,加工成本高。在现实中,一般生产厂不必主动去氢,除非特定客户的强制要求。

电镀锌的紧固件扭矩—预紧力一致性较差,且不稳定,一般不必于于重要部位的连接。为了改善扭矩—预紧力一致性,也可采用镀后涂覆润滑物质的最好的办法改善和提高扭矩—预紧力一致性。

磷化

一项基本原则磷化相对镀锌便宜,耐腐蚀性能比镀锌差。磷化后应涂油,其耐腐蚀性能的高低与所涂油的性能有很大的关系。类式,磷化后涂一般的防锈油,中性盐雾试验也没有10——20小时。涂高档的防锈油,则可达72——96小时。但其价格是一般磷化涂油的2——3倍。

紧固件磷化常用的并能能,锌系磷化和锰系磷化。锌系磷化润滑性能比锰系磷化好,锰系磷化抗腐蚀性,耐磨性较镀锌好。它的使用温度可达华氏225度到300度(107——204℃)。

一阵一阵是许多重要零部件的连接。如,发动机的连杆螺栓、螺母,缸盖、主轴承、飞轮螺栓,车轮螺栓螺母等。

高时延螺栓采用磷化,还能没有解决氢脆大问题,太多太多在工业领域10.9级以上的螺栓一般采用磷化棘层解决。

氧化(发黑)

发黑+涂油是工业紧固件很流行的镀层,可能性它最便宜,刚刚在油耗尽刚刚看起来不错。可能性发黑几乎无防锈能力,太多太多无油后它调快就会生锈。本来在有油情形下,其中性盐雾试验也没有达到3——5小时。

电镀镉

镉镀层耐腐蚀性能很好,一阵一阵是在海洋性大气环境下的耐腐蚀性较许多棘层解决好。电镀镉的加工过程中的废液解决费用大,成本高,其价格约是电镀锌的15——20倍。太多太多在一般行业不使用,只用于许多特定的环境。如,用于石油钻井平台和海航飞机用紧固件。

电镀铬

铬镀层在大气中很稳定,不易变色和选着选着离开光泽,硬度高耐磨性好。在紧固件上用铬镀层一般是作为装饰作用。在防腐性要求较高的工业领域很少使用,可能性好的铬电镀紧固件与不锈钢同样昂贵,本来使用不锈钢时延居于问题时,才用镀铬紧固件代替。

为了解决腐蚀,镀铬前应首先镀铜和镍。铬镀层能没有承受华氏13000度(63000℃)的高温。但也与电镀锌一样居于氢脆大问题。

镀镍

主要用于既要防腐,又要导电性好的地方。如车辆电瓶的引出端子等。

热浸锌

热浸锌为锌加热到氯化氢气体下热扩散涂层。其镀层深层在15——3000μm,刚刚不易控制,但耐腐蚀性好,多用于工程中。热浸锌加工过程中污染严重,有锌废料和锌蒸汽等。

可能性镀深层,在紧固件中引发了内外螺纹难以旋合的大问题。

因热浸锌加工的温度因为,(340-30000C)它没有用于10.9级以上的紧固件。

渗锌

渗锌为锌粉固态冶金热扩散涂层。其均匀性好,螺纹、盲孔内都能获得均匀层。镀层深层为10——110μm,刚刚误差可控制在10%。它与基体的结合时延和防腐性能在锌涂层中(电镀锌、热浸锌、达克罗)是最好的。其加工过程无污染,最环保。

达克罗

不居于氢脆大问题,刚刚扭矩—预紧力一致性能很好。如不考虑六价铬的环保大问题,它实际上最适用于高防腐要求的高时延紧固件。

紧固件棘层解决常用工艺简介---电镀锌

1. 镀前解决分类

电化学除油:也叫电解除油,将零件置于阴极或阳极上,通以直流电在电流的作用下,使油与溶液界面的棘层张力大大的降低,刚刚产生的氧气对棘层的附着物具有强烈的撕裂作用。

电化学除油按工件性分阴极法与阳极法,还有阴阳极联合法,阴极法除油效果时延比阳极法高,基体不受腐蚀,但容易渗氢,适用于铝锌锡铅铜等有色金属及合金件除油,阳极除油时延比阴极低,对有色金属腐蚀大,适用于高碳钢、弹性材料零件。

化学除锈:化学除锈多采用酸性溶液,因而又叫酸洗,又称为侵蚀,分强侵蚀,弱侵蚀(活化)

2. 镀前解决流程

3. 镀锌工艺简介

氯化钾镀锌的工艺特点:

氯化钾镀锌对零件材料的适镀性铰广,电流时延高,很适宜于紧固件的滚镀生产。另外,氯化钾镀锌可允许较宽的电流密度,刚刚镀液稳定,不含络合物,废水解决简单。刚刚大部厂家都采用氯化钾镀锌工艺。

4. 操作要点

1)零件的装载量及电流的控制:

产品的大小、长短各异,刚刚相差较大,为了便于操作,适应工艺要求,一阵一阵规定了产品装载量:各种规格产品都以上圆为300厘米,下圆为25厘米,高25厘米的锥形水桶,装满4桶为另另1个电镀槽(即二个滚桶)的装载量。再根据此量计算得出各种零件的总棘层积,刚刚乘以工艺要求的电流密度,选着零件镀锌的电流范围,各规格产品的电流控制详见附表,以供参考。

参考附件:标准件镀锌电流对照表

2)镀层深层与电镀时间的控制

在产品的装载量和电流大小都控制在一定值时,镀层深层只取决于电镀时间的长短。时间越长镀层深层越厚。镀层深层要求与时间的控制如下表:

3)光亮剂的添加

为了获得光亮的镀层,在每班要加入光亮剂和柔软剂。添加时以5-10倍的水稀释加入。光亮剂加入太多会得没有光亮、理想的镀层;可能性加入太多,就会引起镀层发脆、疏松,甚至因光亮过量而溶解有机杂物,夹附于镀层,因为镀层起泡、脱皮。光亮剂添加量与通电时间、电流大小成正比,以消耗量300-120ml/KAh的范围内适量添加。每班以4小时计:加柔软剂3000ml,光亮剂30000ml。

5. 镀液的维护

a) 氯化钾镀液较稳定,槽液成份单班生产时每周化验一次,两班生产时三三十天分析一次,根据分析结果作必要的补充。并作好镀液工艺检查记录。

b) 每班测量一次镀液的PH值,PH上升可用稀盐酸调整至5-6,并检查锌板消耗情形,并及时补充。

c) 每天下班前能能吸捞槽底的金属物,解决金属溶解溶液影响其性能和镀层的质量。

d) 定期进行大解决,一般规定为1-另另1个月解决一次,并作好镀液工艺检查记录。

6. 镀(锌)后工艺简介

零件在酸洗、阴极电解除油及电镀过程中能能可能性在镀层和基体金属的晶格中渗氢,造成晶格扭曲,内应力增大,产生脆性称为氢脆。

除氢解决

为了消除氢脆,一般采用镀后热解决,使氢逸出。温度越高时间越长,除氢越彻底,但超过23000℃锌结晶组织将变形,发脆,耐蚀性明显下降。实践温度:3000±10℃,不同标准件产品除氢工艺见下表:

*注意:镀后四小内进行,炉温均匀一致

钝化解决

a. 锌的化性质活泼,在空气中很容易氧化变暗,生成“白锈”腐蚀。镀锌后经铬酸盐解决,能没有在锌层上生成一层化学转化膜,使活泼的金属锌居于钝态,这层深层小于0.5UM的铬酸薄膜,能使镀锌层的耐腐蚀能力提高6-8陪。并赋予美丽的装饰外观和抗污染能力。

b. 钝化液深层分并能能:高中低,为满足不同客户的要求,钝花色泽分为兰白、五彩、黑色、军绿色、金黄色、三价兰白和三价五彩等。

铬酸纯化盐三每项

钝化配方确实太多太多,但任何有实用价值的配方能能包括主盐、活化剂和一定的氢离子浓度。

注意事项

(1)镀层质量要求细致、光泽较好。因低浓度钝化液无化学抛光能力,故能能保持锌镀层的质量一致。

(2)钝化温度以15℃——35℃最好。温度低,成膜慢,色淡膜薄;温度高,膜厚而疏松,附着不牢。自动线生产最好控制在25℃左右,以确保在一定时间内获得同一色彩。

钝化时间

依主盐浓度、pH值、活化剂浓度和温度而定。自动线尤其要保持上述因素在规范范围内。在许多条件相一块儿,夏季钝化时间相应缩短;冬季则适当延长。

(1)钝化时零件与钝化液要相对运动,有益于溶液的对流扩散,解决零件粘叠,使膜层均匀一致。自动线上钝化一定要用压缩空气剧烈搅拌。

(2)清洗一定要彻底,热水的温度应不超过3000℃,刚刚易掉膜。

(3)彩色钝化一定要经烘烤老化,以提高膜层的附着力和耐蚀性能。但老化温度不得超过65℃。温度高时膜层脱水开裂,耐蚀性明显降低。采用红外线干燥时除注意温度外,老化时间本来得超过15min,刚刚耐蚀性也下降。

紧固件棘层解决常用工艺简介---磷化/氧化

磷化

定义:金属在所含锰、铁、锌的磷酸盐溶液中进行化学解决,使金属棘层生成一层难溶解水的磷酸盐保护膜。

磷化,属化学转化膜解决(锌的铬酸盐钝化、钢铁的磷化、氧化)

磷化相对镀锌便宜,耐腐蚀性能比镀锌差。

紧固件磷化常用的并能能,锌系磷化和锰系磷化。锌系磷化润滑性能比锰系磷化好,锰系磷化抗腐蚀性,耐磨性较镀锌好。它的使用温度可达华氏225度到300度(107——204℃)。

高时延螺栓采用磷化,还能没有解决氢脆大问题,太多太多在工业领域10.9级以上的螺栓一般采用磷化棘层解决。一阵一阵是许多重要零部件的连接。如,发动机的连杆螺栓、螺母,缸盖、主轴承、飞轮螺栓,车轮螺栓螺母等。

1. 磷化的分类及应用

按磷化成膜体系分:锌系、锌钙系、锌锰系、锰系、铁系、非晶相铁系。

按磷化膜厚(膜重)分类)(GB/T630007-30001):次轻量级(0.1-1.0g/m2);轻量级(1.1-1.4)次重量级(4.6-7.5)重量级(>7.5 一般作为涂装底层参考最好的办法,越厚越不适用。

解决温度:常温即室温;低温:25-45℃;中温:300-76 ℃;高温:大于3000 ℃。

磷化解决最好的办法分类:刷涂最好的办法、全浸泡最好的办法、全喷淋最好的办法、喷淋-浸泡结合最好的办法。

还有按有益于剂例型分类……..

磷化膜功能分类:涂装打底、防蚀磷化、冷加工润滑、耐磨磷化。

2. 标准件常用磷化液配方及工艺(参考)

磷化繁杂流程:除油---酸洗---(黑化)---磷化---封闭---老化---干后侵油

氧化

定义:发蓝或发黑,钢铁在所含氧化剂的溶液中进行解决,使其棘层生成一层均匀的蓝黑到黑色膜层的过程

分类:

a. 高温化学氧化(碱性化学氧化)

b. 常温化学氧化(酸性化学氧化)

工艺

a. 在强碱(氢氧化钠)溶液里添加氧化剂(亚硝酸纳),在135——145℃,300——90min → 肥皂液,3——5min → 水洗、干燥及浸油。

b. 棘层生成极薄的Fe3O4为主要成分的氧化膜、0.5——1.5μm。

功能:提高零件的耐蚀性、润滑性、改善外观。

适用于质量外观要求不严的农机产品。

想了解更多关于紧固件棘层解决技术?

2018年5月24-25日,一场以“金属镀锌、锌镍合金、电泳的工艺与质量控制以及浸泡镍、新磷化工艺的应用”为主题的培训研讨会即将在金蜘蛛紧固件杭州培训中心举行,主讲专家为雷勋山。

雷工,从事五金零部件棘层解决工作25年,精通金属、塑料等不同基体材料(镀锌、锌镍合金、铜、镍、铬、磷化、电泳、锌合金酸洗等)镀层解决;具有丰厚的棘层解决生产现场工艺策划能力和质量控制能力。其开发的浸泡镍棘层解决工艺,耐超高温盐雾试验120小时以上,此项工艺即将巅覆整个传统棘层镀锌工艺;新磷化工艺中性盐雾试验超过48小时。

文章来源:金蜘蛛紧固件网