彈簧的保護層
金屬保護層的種類很多,但對于彈簧來說,通常采用電鍍來獲得金屬保護層。 電鍍保護層不僅可以防止腐蝕,還可以增強彈簧的外觀。 一些電鍍金屬還可以提高彈簧的工作性能,如增加表面硬度、提高耐磨性、提高熱穩(wěn)定性、防止輻射腐蝕等。 但如果單純?yōu)榱藦椈傻母g,通常需要使用電鍍鋅層和電鎘電鍍層。
鋅在干燥空氣中比較穩(wěn)定,變化不大,不易變色。 在潮濕的空氣中,會形成一層氧化鋅或碳式碳酸鋅的白色薄膜。 這種致密的薄膜可防止進一步腐蝕。 因此鍍鋅層用于彈簧在一般大氣條件下防腐蝕保護層。 所有與硫酸、鹽酸和苛性鈉等溶液接觸的彈簧,以及在三氧化硫等潮濕空氣中工作的彈簧,均不宜用鋅鍍層。
一般鍍鋅層鍍后進行鈍化處理,鈍化增加了鍍層的保護性能,改善了表面的外觀。
在海洋性或高溫的大氣中,以及與海水接觸的彈簧,在70℃熱水中使用的彈簧,鎘比較安定,耐腐蝕性能較強。 鎘鍍層比鋅鍍層更光亮美觀,質量比鋅鍍層更柔軟質軟、可塑性比鋅好,鍍層氫脆性小,最適宜于彈簧作保護層。但鎘是稀少、價昂貴、且鎘鹽毒性大,會造成嚴重的環(huán)境污染。 因此,我們限制了它的使用。 因此大多數(shù)僅用于航空、航海和電子行業(yè)所用的彈簧才使用鎘鍍層作保護層。
為了提高鍍鎘的耐腐蝕性,鍍后可進行鈍化處理。
鋅與鎘鍍層的厚度決定著保護能力的高低。厚度的大小一般應根據(jù)使用時工作環(huán)境來選擇,鍍鋅層厚度推薦在6~24/μm范圍內(nèi)選?。诲冩k層厚度推薦在6~12μm范圍內(nèi)選取。
彈簧的鋅和鎘電鍍是用氰化物電解液中進行的。在電鍍過程中,除鍍上鋅或鎘外,還有一部分還原的氫滲入到鍍層和基體金屬的晶格中去.造成內(nèi)應力,使彈簧上的鍍層和彈簧變脆,也叫氫脆。由于彈簧材料強度高,再加上彈簧成形時的變形很大,因此對氫脆特別敏感,如果不及時去氫,彈簧往往會斷裂。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性能,延長彈簧的使用壽命,提高鍍層的耐腐蝕性能,需要進行鍍后處理,即除氫處理。電鍍后進行除氫處理。立即或者在幾小時之內(nèi)進行。將電鍍彈簧加熱至200-215℃溫度中,加熱1~2h(或2h以上),即可達到除氫的目的。
除氫通常在烘箱中進行。 除氫效果與電鍍后的溫度、時間、電鍍后的停留時間等有關。 一般來說,溫度越高,加熱時間越長,鍍后的靜置時間越短,除氫效果就越高。 因此彈簧脫氫溫度的選擇可以更高一些。
金屬保護層除上述鍍鋅、鎘鍍外,還有鍍銅、鍍鉻、鍍鎳、鍍錫、鍍銀、鍍鈦合金等。 彈簧設計者可根據(jù)彈簧的工作的場合選擇鍍層。