电镀锌件表面涂层起泡
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镀锌合金产品起泡故障解决方案锌合金由于成型方便,可塑性强,成本低,加工效率高,广泛应用在卫浴,箱包,鞋服辅料中,但锌合金的起泡问题(电镀;喷涂)却一直困恼着五金厂与电镀厂的朋友.今天我们乐将把汇总服务过的多家五金厂电镀厂针就锌合金起泡的经验编集,具体有以下几个方面:1.锌合金产品设计之始,就要考虑到模具的进料口与排渣口与排气设置。
因为进料与排渣的工件流道顺畅不裹气,不产生水渍纹,无暗泡,直接影响后道电镀是否起泡,合格进料与排渣模具压铸出工件,表面光洁,白亮,无水渍纹。
2.模具开发中也要考虑装模机台的吨位,压力,我们就亲身经历一个锌合金电镀后起泡百份20-30事件。
一五金厂朋友接一几百万大单,模具开一出8件,压力不足,排气不佳,不论电镀前处理如何解决总有20-30%起泡,最后将模具堵了4件,改成一模出4 件,再镀就无一起泡。
3.前处理表面的滚光液,抛光膏,氧化层没处理干净,常有出现滚光,滚抛后的工件,表面光亮;许多电镀厂酸洗工序的员工就随便酸洗下,导至表面附着的滚光剂没洗净,常常出现起泡现象。
另滚光滚抛厂所选用的滚光剂关系也很大,有些滚光剂中的表面活性剂极难洗去。
4.产品进碱铜(很多做五金朋友俗称的铜底)镀槽前工件表面仍有氧化膜(酸洗的膜)除蜡、除油的膜未处理净的黑膜。
所以脱膜很关健,早些年还能使用防染盐脱去,现环保不让排放含防染盐的废水,建议使用LJ-D009脱膜粉,效果优过防染盐,又能退镍层并且COD排放符合国际标准5.碱铜镀槽有机物,杂质多,游离氰不在范围,化验碱铜缸成份,看是否氰化钠偏低或氢氧化钠偏高!如添加光剂的小心光亮剂偏高,碱铜缸的清洁很关健,建议3-5天碳处理一次6.碱铜缸的导电也很重要,阳极是否溶解正常,阳极铜板是否充足都会导至起泡7.锌合金产品烘箱里出来后起泡;可能是烘箱温度不均匀导致即温度过高.由于压铸的时候不紧密,导致锌合金水渍纹沙眼里容易进酸,酸与锌在即使有表面镀层的情况下依然会发生化学反应,产生大量的氢气H当里面的气压高过大气压一定的程度时加上高温即会产生气泡.最后告诉大家一个好消息,通过大家一如既往的积极参与,热心支持,我们“电镀资讯”微信平台的会员将马上突破5000人,这4966人都是来自全国各地的五金电镀同行,还有来自新疆,台湾的,今后有什么问题将能更全面一起讨论解决,谢谢大家!赠人玫瑰,手有余香,如果你有奋斗在电镀行业的亲人;朋友;同事,请分享给他们,也许此刻他正为这一问题烦脑。
产品电镀层鼓泡,脱皮故障。
详细原因解析与处理方法近来平台内,有许多朋友发来电镀层鼓泡脱皮故障.这种故障一出现,就代表着大损失!客户与我们电镀工厂最怕碰到的返镀也是这种故障,返镀报废的情况最多。
前面针对锌合金鼓泡我们已经有专门探讨过,这次就不再复述了,主要针对其它坯件的这种故障产品电镀鼓泡起皮不良故障处理碰到这种现象要沉着冷静,首先要用刀片划开看鼓泡起皮层是从基体脱还是从镀层脱。
判断正确很关健!一,镀层与工件底基层脱. 主要原因是前处理不良1. 除油不彻底。
对于铸铁零件来说,由于铸铁的导电性差,在电镀挂具设计时需要考虑零件与挂具的接触;同时还要考虑由于铸铁的含碳量高,有很多气孔与砂眼,所以铸铁零件只能采用弱酸腐蚀活化,避免采用强酸腐蚀导致零件表面腐蚀挂灰引起镀层结合不良。
另外铸铁零件表面的铁锈需要用机械方法去除,活化采用3%~5%的HF酸或草酸等弱有机酸处理。
2. 如镀件为优质钢,特别是有含镍、钼合金钢件,在阳极处理过程中同时伴随有一定量的氧的析出,当转为阴极时,其表面极易在短时间内形成一层薄而致密的氧化膜按正常工艺就很难获得与基体金属结合力好的镀层。
解决方法①降低酸洗液浓度,新配制浓盐酸:水一1;2另加质量分数为40%的氢氟酸3mL/L混合溶液进行酸洗,利用HF 去除零件表面含硅化合物;②缩短酸洗时间,从原来的5min缩短为5s~10s,以防止零件基体组织中的磷、硫形成晶界偏析3.普通铁基材有镀锌层未处理干净。
可用浓盐酸加双氧水剥去此已钝化镀锌层,许多做五金的朋友就常碰到,锌合金产品有压铁后片,镀后片一折就脱镀层,就是这种原因。
4.有时前处理后基本表面没有油污,表面润湿很均匀,但是镀层还是起泡。
这又是什么原因呢?因为现在除油粉中都用硅酸钠和表面活性剂,特别在冬天,水温低,冷水很难把附着在零件表面的硅酸钠洗净,经酸洗后,硅酸留在表面,进入碱铜槽生成盐膜,以及表面活性剂残留也会引起镀层起泡,这种镀层起泡,泡较小,.5.这边分享个小窍门,铜合金基体出现麻点,在氰化镀铜后看不出,酸性镀铜后就会出现麻点。
锌合金表面涂装涂层附着力不良的主要原因(本方案由东莞炅盛附着力促进剂整理发布)在腐蚀环境恶劣的情况下,需要对某些产品或工程设备采取更好的防腐措施,镀锌层加涂装涂层被认为是一种比较好的方法。
镀锌层一般分为电镀锌和热镀锌,在涂层完好的情况下,热浸镀锌层比电镀锌层防腐性能要好。
当在产品或零部件的镀锌层上进行涂装时,最常见的质量事故就是涂装涂层的附着力不良,造成短期内涂层脱落。
在涂装和使用现场的表现形式是涂装涂层的附着力时好时坏,质量不稳定。
造成镀锌层与涂装涂层附着力不良的主要原因:1.镀锌层本身与基体金属的附着力不好,导致镀锌层开裂和脱落(与镀液成分和镀层厚度有关)。
2.锌镀层内混入气体,在涂装涂层烘烤时发生膨胀,造成涂层脱落。
3.热镀锌板镀层较厚、镀层晶粒较粗,以致成型后表面粗糙度过大及零件表面黏附过多锌粉,干扰了磷化膜的正常形成。
4.因为镀锌板镀层中Al的溶解,以致Al3+在磷化槽中积聚,使磷化膜结晶粗大。
5.钝化膜表面太光滑或有油污、水渍影响附着力。
6.金属锌的活性强,富有反应性,使得涂层的黏度下降。
7.锌的二次生成物(碱式复盐)易溶于水,多数显示碱性,使用过程中,透过涂层的水与基板上的盐类发生溶解,破坏涂装涂层的附着力。
8.锌因为各种原因(如微电池作用)产生的锈蚀产物(白锈Zn(OH)255%·ZnCO340%·H2O5%)使体积膨胀(增加几十倍),影响涂装涂层的附着力。
9.锌在pH为9~11之内是比较稳定的,透过涂装涂层的水或水溶液的pH如果不在此范围内,锌则会溶解析出,从而影响涂装涂层的附着力。
10.锌与存在于涂料(某类油性涂料)中或涂层中的脂肪酸发生反应,可生成溶解于水的金属皂(树脂金属盐),常常成为涂装涂层脆化甚至剥离的原因。
原子灰直接刮涂在镀锌板上附着力极差,其原因是由于镀锌层与不饱和聚酯相互反应生成金属盐,产生锈蚀、小泡,进而造成原子灰大面积脱落。
镀锌板需经特殊处理(如钝化、专用钣金腻子或采用致密的底漆层隔离等)才能与原子灰配套使用。
苏州荣科精密机械有限公司产品表面外观缺陷的限定标准1 范围本规范规定了产品中结构件的表面等级划分及其外观质量要求。
本规范适用于本公司及子公司结构产品表面外观的标准判定,产品的装配生产及结构验收;也可用于指导设计。
本规范同样适用于外购件的验收,当外购个别件不属于本公司专用型号时,也可按供应商的质量标准对其进行验收,具体要求应参照相应外购件的技术说明书等文件。
2 术语2.1 产品:指本公司确定的、处于向本公司客户发货状态下的物品,如整机、模块、散件。
2.2 A级表面:重要外观表面,体现产品外观形象,具有装饰性,可以直接正视到的主要外观表面。
2.3 B级表面:主要外表面,半装饰性的经常可见的外观表面。
2.4 C级表面:次要外表面和内表面,不是以装饰为目的,表面质量要求不高的结构表面。
除A、B级表面外的表面均为C级表面。
2.5 正视:指检查者站立于被检查表面的正面、视线与被检表面呈45-90度而进行观察。
2.6 金属表面:包括电镀、氧化、钝化、以及金属压铸面、金属机械加工面等表面为金属质感的表面,非喷涂面。
2.7 拉丝:是一种砂带磨削加工,通过砂带对金属表面进行磨削加工,去除金属表面缺陷,并形成具有一定粗糙度、纹路均匀的装饰表面。
2.8 喷涂保护面:零件在喷涂过程中,依据图纸要求,对不要求喷涂的表面进行了保护处理的表面。
3 缺陷定义3.1 金属表面3.1.1 模具痕:折弯等模具成型过程中在结构件表面产生的压痕、轻微凹坑等。
3.1.2 磨擦痕:加工过程中板材在机床台面运动过程中产生的轻微划痕,无凹入感。
3.1.3 运动部件摩擦痕:样本架等在运送过程中和基体产生的痕迹。
3.1.4 焊渣:指电镀、氧化前,金属焊接时飞溅到焊缝位置以外区域的、牢固粘附在基材表面的金属点状颗粒。
3.1.5 烧伤:拉丝处理时因操作不当、造成零件表面过热而留下的烧蚀痕迹。
3.1.6 凹坑:由于基体材料缺陷、或在加工过程中操作不当等原因而在材料表面留下的小坑状痕迹。
镀锌标准电镀锌标准1、适用范围:本标准规定了汽车零部件(以下简称“零件”)防锈及装饰用电镀锌镀层,(以下简称“镀层”)的技术要求。
2、术语定义本标准中的术语定义如下。
*其它术语应与JISH0400(电镀术语汇编)中的定义一致。
(1)光亮铬酸盐处理铬酸盐处理在锌镀层上生成防腐层,同时进行化学抛光。
光亮铬酸盐处理就是使用化学抛光的方法使镀层光亮。
化学抛光通常采用两种方法:一种方法是使用铬酸溶液,它是在抑制防腐层形成的同时完成化学抛光。
另一种方法方法是使用碱溶液,是在防腐蚀层形成之后获得光亮镀层。
(2)有色铬酸盐、绿色铬酸盐及黑色铬酸处理用来防腐蚀的铬酸盐镀层厚且有色。
因此,这种防腐蚀镀层被称作“有色铬酸盐”。
其色调随镀层的主要成分铬酸铬(XCr2?yCrq3?ZH2O)的比例不同而变化;绿色色调的叫做“绿色铬酸盐”黑色色调的被称为“黑色铬酸盐”。
(3)表面干涉带在镀层上相当薄的铬酸盐涂层里有着透明的及看不见的薄涂层。
当白色光照在其表面上时,涂层及镀层表面上的反光互相进一步干涉,显出彩虹般的色彩。
这种现象所引起的条纹图案称作“干涉带”。
(4)表面色散有色铬酸盐的色调随涂层成分的不同而起变化。
而涂层成分又随铬酸盐处理浴的成分及操作条件的变化而变化。
因此,即使是同一批次的某种零件,每个零件的色调都有可能不同,即使在同一表面也很难获得均匀的色调,而导致色彩不匀。
(5)白色腐蚀物锌的腐蚀物大多数情况下包括象碱性碳酸锌那样的白色混合物。
这种腐蚀物(锌锈)是在铬酸盐镀层受损,锌暴露在腐蚀环境中时产生的。
3、种类与代号镀层被分为19类,其类型及代号示于表1表1代号种类代号零件适用零件举例镀层厚度铬酸盐处理有关零件分类要求的特性内部零件外部零件的内部外部零件1类(铁金属)MFZn3 —B 0 鉴别(灰色)螺钉、垫圈、小匣—C 0 鉴别(黄色)MFZn5 —B 0 外观(光亮)鉴别(灰色)小轴等螺钉、垫圈、小匣、小轴、油脂枪喷嘴和一般机械零件等。
电镀锌标准1、适用范围:本标准规定了汽车零部件(以下简称“零件”)防锈及装饰用电镀锌镀层,(以下简称“镀层”)的技术要求。
2、术语定义本标准中的术语定义如下。
*其它术语应与JISH0400(电镀术语汇编)中的定义一致。
(1)光亮铬酸盐处理铬酸盐处理在锌镀层上生成防腐层,同时进行化学抛光。
光亮铬酸盐处理就是使用化学抛光的方法使镀层光亮。
化学抛光通常采用两种方法:一种方法是使用铬酸溶液,它是在抑制防腐层形成的同时完成化学抛光。
另一种方法方法是使用碱溶液,是在防腐蚀层形成之后获得光亮镀层。
(2)有色铬酸盐、绿色铬酸盐及黑色铬酸处理用来防腐蚀的铬酸盐镀层厚且有色。
因此,这种防腐蚀镀层被称作“有色铬酸盐”。
其色调随镀层的主要成分铬酸铬(XCr2²yCrq3²ZH2O)的比例不同而变化;绿色色调的叫做“绿色铬酸盐”黑色色调的被称为“黑色铬酸盐”。
(3)表面干涉带在镀层上相当薄的铬酸盐涂层里有着透明的及看不见的薄涂层。
当白色光照在其表面上时,涂层及镀层表面上的反光互相进一步干涉,显出彩虹般的色彩。
这种现象所引起的条纹图案称作“干涉带”。
(4)表面色散有色铬酸盐的色调随涂层成分的不同而起变化。
而涂层成分又随铬酸盐处理浴的成分及操作条件的变化而变化。
因此,即使是同一批次的某种零件,每个零件的色调都有可能不同,即使在同一表面也很难获得均匀的色调,而导致色彩不匀。
(5)白色腐蚀物锌的腐蚀物大多数情况下包括象碱性碳酸锌那样的白色混合物。
这种腐蚀物(锌锈)是在铬酸盐镀层受损,锌暴露在腐蚀环境中时产生的。
3、种类与代号镀层被分为19类,其类型及代号示于表11、代号尾部的B表示:“亮光铬酸盐处理”,C表示“有钯铬酸盐处理”,G表示“绿色铬酸盐处理”(通常叫作“黄褐色处理”),GS表示绿色铬酸盐处理中的腐蚀性能特好,K 表示“黑色铬酸盐处理”。
2、内部指的是车体内部各场所,零件安装在这些地主不会直接或间接淋雨。
关于两次电镀工艺差异第一次:电镀前清洗,碱性除油,弱酸除油(此处开始有氢脆风险);为了满足电镀层达到12U,电镀时间相应的比较长,增加了氢脆风险。
去氢前电镀层可保证达到12u后,由于去氢处理是在电镀后,放置于密闭容器内,加温到200~230度,保持该温度4~6小时恒温处理。
由于200~230的问题比较高,对电镀层的附着会有影响,故为了保证电镀层的要求,去氢后又重新电镀相对比较短的时间,故又增加了氢脆的风险。
导致去氢不彻底,产生氢脆现象。
第二次:电镀前清洗,碱性除油;为了解决氢脆问题,前期电镀时间相应缩短,降低氢脆的风险;去氢后不再做电镀,直接打封闭剂,这样做法没有办法保证12u的电镀层,但是基本可以将氢去除。
但是也没有办法保证100%的去除干净,只能说是大大降低氢脆风险。
关于电镀、机械镀锌、达克罗简介:1、电镀后去氢是没有办法保证100%的避免氢脆,这个问题无论是在国内和国外都是没有办法完全根除的问题;只能说降低氢脆风险。
(附件1:电镀锌工艺及去氢)2、国外机械镀锌也可以降低氢脆风险,但是也不是完全能够解决的,机械镀锌的前期除油也是用酸性物质除去表面氧化物和油脂,这个过程用弱酸,且时间比较短,仍然有氢脆风险;表面涂覆过程,他用的是玻璃珠将锌粉撞击到产品表面上,这个过程完全不会遇到酸,所以降低了氢脆的风险。
由于机械镀锌涂层的附着力没有电镀锌的好,故不能够做去氢处理,但是国外在做过机械镀锌后,通常做法,是将产品平铺在通风晾干48小时,以降低氢脆风险。
该种处理仍然不能够完全杜绝氢脆的发生。
(附2:机械镀锌工艺)3、如果想完全解决氢脆的根本问题,就是在除油过程和涂层着色都不能够有酸性物质的介入,能够完全解决的工艺即:达克罗。
(附件3:达克罗工艺)附件1:电镀工艺过程中的镀前预处理和镀后处理电镀工艺过程一般包括电镀前预处理、电镀及镀后处理1.镀前预处理镀前预处理的目的是为了得到干净新鲜的金属表面,为最后获得高质量镀层作准备.要进行脱脂、去锈蚀、去灰尘等工作。
锌酸盐镀锌层起泡的原因和处理锌层起泡故障的分析与处理实例首先我们从零件的制备加工检查,没有发现出现起泡的可疑环节,所以重点考虑电镀各个工序的影响。
零件表面的油污,一般是经化学除油、电解除油清除干净。
但若操作不当或者除油液成分失调,可能会有少量油珠残留在零件表面,这就可能引起镀锌层的起泡。
零件若酸洗除锈时间过长,可能由于过腐蚀也会引起镀层的起泡。
此外,镀前活化不充分,没有活化,零件表面形成了一层薄氧化膜,也会导致镀层结合力变差而起泡。
因此,碱性锌酸盐镀锌前处理要严格控制。
前处理流程为:化学除油→热水洗→冷水洗→酸洗除锈→2 次流动水洗→电解除油→热水洗→流水洗→镀前活化→ 2 次流动水洗→镀锌。
除油液要定期加料;酸洗液、镀前活化液要定期更换,而且要严防铜杂质的危害。
(1) 电镀工序中引起镀层起泡的可能因素。
挂具选择不当会引起锌镀层起泡,这一点往往易被人们忽略。
一般是用焊锡或铜将挂钩与杆子焊接在一起,再浸塑、浸漆,或用聚氯乙烯薄膜包扎。
若包扎破损,焊接处易受电解质腐蚀,腐蚀产物附着在零件表面、零件自上而下便产生带状密集小泡,因此,应经常检查挂具焊接处是否破损以防止挂具腐蚀而引起镀层起泡。
镀液操作或维护不当导致锌镀层起泡。
镀液中添加剂含量过高,易夹杂在镀层中使得内应力骤增,导致镀层起泡;镀液中重金属杂质,如铅、铜等含量过高,使锌层中夹杂过多的铅、铜等杂质,镀层与基体结合不良而起泡;光亮剂香草醛加入过多,镀层的光亮性虽好,但脆性增大,导致镀层起泡,此外,操作条件控制不当如温度太低,电流密度太大,也会导致镀层夹杂有机杂质,引起起泡。
镀后钝化工序的影响。
镀后出光、钝化操作不当,清洗不彻底,出光液、钝化液残留在镀层内,烘烤老化也容易引起镀锌层起泡。
(2) 采取措施,严格控制镀锌工序消除起泡故障。
①生产厂首先把好了原材料关,选用性能优良的锌酸盐镀锌原料和添加剂,并且在添加剂加入镀槽前,先进行霍耳槽实验。
②加强镀锌槽液的维护,严格控制添加剂及光亮剂的补充量,以" 少加勤加" 为原则,或者根据霍耳槽试验计量补加。
电镀锌件表面涂层起泡电镀后粉末涂装常出现的问题,主要为钝化工艺及粉末性能及施工过程的几大因素影响:1、与钝化膜的厚薄有关系,通常薄一点出现的几率小2、预烘烤工件也会部分消除气泡3、与粉末本身的脱气性有关4、喷涂层厚度有关,越厚的涂层就会导致脱气困难,造成气泡5、工件表面的划伤导致钝化液残留,有时呈现直线状气泡6、电镀层表面是否有树枝状或粗浪镀层电流可能太大, 清洁不良内部氢析出造成鼓包工件镀锌时,表面有拉痕处在酸洗电镀过程中易吸氢,后期加热时,此处易产生气泡。
金属材料经过酸洗除锈或者电镀,这种都有可能使材料中渗进原子态的氢。
这样的氢原子进入金属的晶格内,造成晶格的外扭,产生很大的内应力,使金属镀层和基体的韧性下降,金属材料的就变脆了,这就是“氢脆”,同时往往还有起泡和针孔等现象。
应该说金属都有此现象,只是程度不同。
一般对氢吸附能力强的金属此现象较明显。
这些金属中最大的是铬,其次是铁及其合金等,其他金属很小或者几乎没有。
这些金属材料做以上加工后都要做“驱氢”处理。
处理方法一般是将金属放到烘箱里烘或者放到热油里加热。
一、氢脆1氢脆现象氢脆是通常表现为应力作用下的延迟断裂现象。
曾经出现过汽车弹簧、垫圈、螺钉、片簧等镀锌件,在装配之后数小时内陆续发生断裂,断裂比例达40%~50%。
某产品镀镉件在使用过程中曾出现过批量裂纹断裂。
另外,有一些氢脆并不表现为延迟断裂现象,例如:电镀挂具(钢丝、铜丝)经多次电镀和酸洗退镀,导致渗氢较严重,本来轫性不错的这些材料,在使用中经常出现轻轻一折便发生脆断的现象;猎枪精锻用的芯棒,经多次镀铬之后,堕地断裂;有些内应力大的淬火零件在酸洗过程是便产生裂纹。
这些零件渗氢严重,无需外加应力就产生裂纹,甚至直接导致断裂,再也无法用去氢来恢复原有的韧性。
2 氢脆机理延迟断裂现象的产生是由于零件内部的氢向应力集中的部位扩散聚集,应力集中部位的金属缺陷多(原子点阵错位、空穴等)。
氢扩散到这些缺陷处,氢原子变成氢分子,在金属内部产生巨大的压力,这个压力与材料内部的残留应力及材料受的外加应力,组成一个合力,当这合力超过材料的屈服强度,就会导致断裂发生。
电镀锌件表面涂层起泡电镀后粉末涂装常出现的问题,主要为钝化工艺及粉末性能及施工过程的几大因素影响:1、与钝化膜的厚薄有关系,通常薄一点出现的几率小2、预烘烤工件也会部分消除气泡3、与粉末本身的脱气性有关4、喷涂层厚度有关,越厚的涂层就会导致脱气困难,造成气泡5、工件表面的划伤导致钝化液残留,有时呈现直线状气泡6、电镀层表面是否有树枝状或粗浪镀层电流可能太大, 清洁不良内部氢析出造成鼓包工件镀锌时,表面有拉痕处在酸洗电镀过程中易吸氢,后期加热时,此处易产生气泡。
金属材料经过酸洗除锈或者电镀,这种都有可能使材料中渗进原子态的氢。
这样的氢原子进入金属的晶格内,造成晶格的外扭,产生很大的内应力,使金属镀层和基体的韧性下降,金属材料的就变脆了,这就是“氢脆”,同时往往还有起泡和针孔等现象。
应该说金属都有此现象,只是程度不同。
一般对氢吸附能力强的金属此现象较明显。
这些金属中最大的是铬,其次是铁及其合金等,其他金属很小或者几乎没有。
这些金属材料做以上加工后都要做“驱氢”处理。
处理方法一般是将金属放到烘箱里烘或者放到热油里加热。
一、氢脆1氢脆现象氢脆是通常表现为应力作用下的延迟断裂现象。
曾经出现过汽车弹簧、垫圈、螺钉、片簧等镀锌件,在装配之后数小时内陆续发生断裂,断裂比例达40%~50%。
某产品镀镉件在使用过程中曾出现过批量裂纹断裂。
另外,有一些氢脆并不表现为延迟断裂现象,例如:电镀挂具(钢丝、铜丝)经多次电镀和酸洗退镀,导致渗氢较严重,本来轫性不错的这些材料,在使用中经常出现轻轻一折便发生脆断的现象;猎枪精锻用的芯棒,经多次镀铬之后,堕地断裂;有些内应力大的淬火零件在酸洗过程是便产生裂纹。
这些零件渗氢严重,无需外加应力就产生裂纹,甚至直接导致断裂,再也无法用去氢来恢复原有的韧性。
2 氢脆机理延迟断裂现象的产生是由于零件内部的氢向应力集中的部位扩散聚集,应力集中部位的金属缺陷多(原子点阵错位、空穴等)。
氢扩散到这些缺陷处,氢原子变成氢分子,在金属内部产生巨大的压力,这个压力与材料内部的残留应力及材料受的外加应力,组成一个合力,当这合力超过材料的屈服强度,就会导致断裂发生。
电镀锌件表面涂层起泡
电镀后粉末涂装常出现的问题,主要为钝化工艺及粉末性能及施工过程的几大因素影响:
1、与钝化膜的厚薄有关系,通常薄一点出现的几率小
2、预烘烤工件也会部分消除气泡
3、与粉末本身的脱气性有关
4、喷涂层厚度有关,越厚的涂层就会导致脱气困难,造成气泡
5、工件表面的划伤导致钝化液残留,有时呈现直线状气泡
6、电镀层表面是否有树枝状或粗浪镀层
电流可能太大, 清洁不良
内部氢析出造成鼓包
工件镀锌时,表面有拉痕处在酸洗电镀过程中易吸氢,后期加热时,此处易产生气泡。
金属材料经过酸洗除锈或者电镀,这种都有可能使材料中渗进原子态的氢。
这样的氢原子进入金属的晶格内,造成晶格的外扭,产生很大的内应力,使金属镀层和基体的韧性下降,金属材料的就变脆了,这就是“氢脆”,同时往往还有起泡和针孔等现象。
应该说金属都有此现象,只是程度不同。
一般对氢吸附能力强的金属此现象较明显。
这些金属中最大的是铬,其次是铁及其合金等,其他金属很小或者几乎没有。
这些金属材料做以上加工后都要做“驱氢”处理。
处理方法一般是将金属放到烘箱里烘或者放到热油里加热。
一、氢脆
1氢脆现象
氢脆是通常表现为应力作用下的延迟断裂现象。
曾经出现过汽车弹簧、垫圈、螺钉、片簧等镀锌件,在装配之后数小时内陆续发生断裂,断裂比例达40%~50%。
某产品镀镉件在使用过程中曾出现过批量裂纹断裂。
另外,有一些氢脆并不表现为延迟断裂现象,例如:电镀挂具(钢丝、铜丝)经多次电镀和酸洗退镀,导致渗氢较严重,本来轫性不错的这些材料,在使用中经常出现轻轻一折便发生脆断的现象;猎枪精锻用的芯棒,经多次镀铬之后,堕地断裂;有些内应力大的淬火零件在酸洗过程是便产生裂纹。
这些零件渗氢严重,无需外加应力就产生裂纹,甚至直接导致断裂,再也无法用去氢来恢复原有的韧性。
2 氢脆机理
延迟断裂现象的产生是由于零件内部的氢向应力集中的部位扩散聚集,应力集中部位的金属缺陷多(原子点阵错位、空穴等)。
氢扩散到这些缺陷处,氢原子变成氢分子,在金属内部产生巨大的压力,这个压力与材料内部的残留应力及材料受的外加应力,组成一个合力,当这合力超过材料的屈服强度,就会导致断裂发生。
氢脆既然与氢原子的扩散有关,扩散是需要时间的,而扩散的速度又与浓差梯度、温度和材料种类有关。
因此,氢脆更多的是表现为延迟断裂。
氢原子具有最小的原子半径,容易在钢、铜等金属中扩散,而在镉、锡、锌及其合金中氢的扩散比较困难。
镀镉层是最难扩散的,镀镉时产生的氢,最初停留在镀层中和镀层下的金属表层,很难向外扩散,去氢特别困难。
经过一段时间后,氢扩散到金属内部,特别是进入金属内部缺陷处的氢,就很难扩散出来。
常温下氢的扩散速度相当缓慢,所以需要即时加热去氢。
温度升
高,增加氢在钢中的溶解度,过高的温度会降低材料的硬度,所以镀前去应力和镀后去氢的温度选择,必须考虑不致于降低材料硬度,不得处于某些钢材的脆性回火温度,不破坏镀层本身的性能。
国家有关标准对电镀锌后消除氢脆的热处理条件是根据金属材料的不同最大抗拉强度作出了温度从190度—220度(摄氏),时间为1h-24h的除氢要求。
3 氢脆的控制
在任何电镀溶液中,由于水分子的离解,总或多或少地存在一定数量的氢离子。
因此,电镀过程中,在阴极析出金属(主反应)的同时,伴有氢气的析出(副反应)。
析氢的影响是多方面的,其中最主要的是氢脆。
氢脆是表面处理中最严重的质量隐患之一,析氢严重的零件在使用过程中就可能断裂,造成严重的事故。
表面处理技术人员必须掌握避免和消除氢脆的技术,以使氢脆的影响降低到最低限度。
二、避免和消除的措施
.1 减少金属中渗氢的数量
在除锈和氧化皮时,尽量采用机械方法如喷砂、喷丸、磨光、振光除锈,若采用酸洗,需在酸洗液中添加缓蚀剂;在除油时,采用化学除油、清洗剂或溶剂除油,渗氢量较少,若采用电化学除油,要采用阳极除油或先阴极后阳极;在电镀时,酸性镀液或高电流效率的镀液渗氢量较少。
2 采用低氢扩散性和低氢溶解度的镀涂层
一般认为,在电镀Cr、Zn、Cd、Ni、Sn、Pb时,渗入钢件的氢容易残留下来,而Cu、Mo、Al、Ag、Au、W等金属镀层具有低氢扩散性和低氢溶解度,渗氢较少。
在满足产品技术条件要求的情况下,可采用不会造成渗氢的涂层,如达克罗涂覆层可以代替镀锌,不会发生氢脆,耐蚀性提高7~10倍,附着力好,膜厚6~8μm,相当于较薄的镀锌层,不影响装配。
3 镀前去应力和镀后去氢以消除氢脆隐患
若零件经淬火、焊接等工序后内部残留应力较大,镀前应进行回火处理,减少发生严重渗氢的隐患。
对电镀过程中渗氢较多的零件原则上应尽快去氢,因为镀层中的氢和表层基体金属中的氢在向钢基体内部扩散,其数量随时间的延长而增加。
新的国际标准草案规定“最好在镀后1h内,但不迟于3h,进行去氢处理”。
三、应注意的问题
材料强度越大,其氢脆敏感性也越大,这是表面处理技术人员在编制电镀工艺规范时必须明确的基本概念。
国家标准要求最大抗拉强度Rm,>1050MPa的钢材,要进行相应的镀前去应力和镀后去氢处理。
法国航空工业对屈服强度σs>90kg/mm2的钢件就要求作相应去氢处理。
由于钢材强度与硬度有很好的对应关系,因此,用材料硬度来判断材料氢脆敏感比用强度来判断更为直观、方便。
因为一份完善的产品图和机加工工艺都应标注钢材硬度。
在电镀中我们发现钢的硬度在HRC38左右时开始呈现氢脆断裂的危险。
对高于HRC43的零件,镀后应考虑去氢处理。
硬度为HRC60左右时,在表面处理之后必须立即进行去氢处理,否则在几小时之内钢件会开裂。
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