1. 零件類型
如噴涂糖衣片采用的高壓無氣噴涂機上使用的涂料缸,采用2Cr13不銹鋼材料,具有高化學穩定性,但硬度不高,易于磨損。要求內孔表面鍍硬鉻,增加耐磨性和減少與介質的親和力,鍍層技術要求如下:
①. 鉻層厚度0.04~0.07mm.
②. 鉻層結晶細致、均勻,從端面向內孔觀察要有鏡面光亮,不允許有凹痕、麻點、燒焦、皺紋等。
③. 兩端口部鍍后尺寸錐度差小于0.01mm,不允許有橢圓度。
④. 鉻層硬度(HV)大于800。
2. 工裝夾具
見圖4-2,陽極用含銻8%的鉛-銻合金制成,陽極面積是陰極面積的1/3~1/2,錐度1:50,下小上大,澆鑄成型后車削成型。陽極上鉆有孔以利于電解液對流,同時增加陽極面積。陰陽極之間采用非金屬隔電絕緣,即用聚氯乙烯或有機玻璃做成有孔的上下絕緣塊,將陽極位置固定在零件內孔中心,有利于溶液和氣體自由逸出。
3. 鍍液成分和工藝選擇
a. 溶液成分
鉻酐(CrO3) 200~250g/L 、三價鉻(Cr3+) 2~5g/L
硫酸(H2SO4) 2.2~2.7g/L 、三價鐵(Fe3+) <8g/L 、 鉻酐、硫酸比 (85~95):1
b. 工藝條件
溫度 (50±2)℃ 、 下槽預熱 30~60s
陽極處理 DA25~30A/d㎡,時間20~25s,斷電15s
小電流施鍍 DK<10A/d㎡,時間4min,轉正常電流密度(35~40A/d㎡)
4. 工藝流程
檢查內孔→檢測鍍前尺寸→絕緣(零件非鍍面和掛具外表面用聚氯乙烯塑料膠帶包扎緊)→裝掛具(按圖4-2所示)→裝陽極→電化學除油→熱水洗→冷水洗→入槽預熱→陽極處理→小電流施鍍(4min)→轉正常電流鍍鉻→取出陽極、零件入回收槽→冷水洗兩次→去氫→送檢。
5. 工藝技術探討
a. 鍍層結合力
①. 預熱
零件與電解液溫差在±1℃.
②. 陽極處理時間
只要能達到去除表面氧化膜即可??刂圃?5秒以內。時間控制長短有決定性影響。
③. 活化時間
活化使零件表面處于高度活化狀態。活化產生的氫氣把表面殘留的氧化膜還原成金屬,顯露其基體結晶表面,活化4分鐘后轉入正常電流電鍍。這種階梯式給電可獲結合力好的鍍層。
b. 鍍層耐磨性
由于鍍液成分和操作條件的改變會顯著影響鍍層的硬度。
①. 鉻酐濃度
稀溶液得到的鉻層硬度高,耐磨性好。見圖4-3硬度和鉻酐濃度的關系,鉻酐濃度自200g/L開始升高而硬度(HV)隨之下降。故選用鉻酐200~250g/L,鉻層硬度(HV)可達900.
②. 鉻酐/硫酸的酸比值
此比值對硬度很關鍵。圖4-4表示硬度和硫酸濃度的關系。內孔鍍鉻的酸比值控制在(85~95):1較好,電流效率稍有降低,但鉻層硬度高,耐磨、光亮、密實。
③. 電流密度(DK)和鍍液溫度(T)
圖4-5為硬與溫度(T)和DK的關系,當DK=35~40A/d㎡、T=45~50℃時,鍍層硬度高。
c. 鍍層的光澤性
①. 三價鉻或鐵的影響
圖4-6表示三價鉻或鐵對鍍層的影響,內孔鍍鉻的三價鉻(Cr3+)含量取2~5g/L為佳。過少則沉積速率慢,過多則縮小光亮范圍。三價鉻含量高易使內孔上端鉻層沉積減緩,下端鉻層沉積加快。鐵應控制在8g/L以下,過高使電流波動,難以獲得光澤鍍層。
②. 溫度與電流密度的影響
圖4-7所示內孔鍍硬鉻,溫度和電流密度應取下限。因為孔內陰陽極距近,溶液對流性差,內孔溫度比外面高,溫度取上限會使鍍層發烏無光。電流密度取中等,即35~40A/d㎡,T為50~55℃,可得沉積光亮硬鉻,見圖4-7Ⅱ區所示。