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文檔簡介

1、1)鍍珞工藝(1)鍍前準備工作 尺寸;清潔被鍍表面 扎上絕緣材料。(2)配制電解液使其工作溫度保持在55-65C之間。第三節電鍍工藝電鍍工藝是利用電解原理在金屬或非金屬零件表面上鍍覆一層金屬的過程。它是一種修復工藝, 也是一種強化工藝??梢孕迯湍p嚴重的零件使之恢復原設計尺寸和改善零件工作表面的性能,如 提高耐磨性、耐蝕性等。電鍍工藝廣泛應用于修船,例如活塞環槽、缸套鍍鋸、曲軸鍍鐵等。近年 來電刷鍍,即無槽電鍍的應用進一步擴大了電鍍工藝在修船領域屮的應用。一、電鍍1. 電鍍工藝電鍍分為有槽電鍍和無槽電鍍一一電刷鍍。有槽電鍍是以被鍍零件作為陰極,欲鍍金屬作為陽極,并使陽極的形狀符合零件待鍍表面的

2、形狀。電鍍槽i般采用不溶金屬或非金屬, 如鉛、鉛銖合金、塑料等。電解液是所鍍金屬離子的鹽溶液。電鍍使用直流電源。 電鍍時,陽極金屬失去電子變為離子溶于電解液中,即發生氧化反應;陰極附近的離子獲得電子而沉積于零件表面,即發生還原反應。根據電鍍質量、鍍層厚度等的不同,電鍍時所選用的電流密度、電解液的溫度、電鍍時間等工藝參數不同。嚴格控制電鍍工藝參數是獲得優良鍍層的關鍵。目前船機零件常選用鍍鋸和鍍鐵來修復或強化零件工作表面。2. 鍍鋸鍍鎔時,零件作為陰極,采用鉛銖合金作陽極,用鋸肝(CrO 3)和和硫酸(H 2SO4 )制成電解 液盛于電鍍槽中進行電鍍。首先機械加工零件被鍍工作表面,使其具有正確的幾

3、何形狀和一定的(除油脂和污物),以提高鍍層與零件表面的結合強度;將不鍍表面包(3) 鍍銘根據要求的銘層性質和厚度選用電鍍工藝參數進行電鍍。(4) 鍍后的熱處理對于較重要的零件,當鍍輅層厚度超過 0.1mm時應進行驅氫熱處理,清除內應力以提高鍍銘層的韌性和與零件表面的結合強度。(5) 鍍鎔表面的機械加工一般釆用磨削加工來達到要求的尺寸和幾何形狀精度。2)鍍鋸工藝的特點(1) 鍍銘是在低溫 5565C范圍內進行的,對零件材料的組織和性能(包括熱處理狀態)無任何影響,不會產生變形、開裂等缺陷。(2) 鍍鋸層與零件基體金屬的結合強度高,甚至超過本身晶間結合強度,這與零件鍍前 準備工作質量密切相關。(3

4、) 鍍銘層的硬度和強度高。銘層的硬度一般可達HV40 01200,加熱到300500C時洛層硬度幾乎不變。鋸層的強度隨其厚度變化,鍍層越薄強度越高,鍍層厚度為0.1mm時,o b=500600MPa,當銘層厚度增至0.5mm時Ob=160300MPa。這是由于鍍銘過程屮晶體組織轉化和氫氣滲入使鋸層產生很大內應力,使脆性增加,并隨厚度增加而增大。(4) 鍍銘層具有很高的化學穩定性,在大氣屮能夠長時間保持光澤。(5) 鋸層的硬度高,摩擦系數小,具有較高的耐磨性,可使零件的耐磨性提高250倍。(6) 鋸層的允許厚度一般為 0.10.25mm, 一般控制在0.5mm以內。(7) 銘的沉積速度較低,生產

5、率低而成本高。鍍鋸過程屮有大量氣體逸出,帶出鋸酸, 危害人體皮膚、眼睛和呼吸道,所以鍍鋸車間必須通風良好。3)耐磨鍍鋸層的種類耐磨鍍輅層是用于提高零件表面耐磨性,延長使用壽命和用于修復磨損、腐蝕的零件。按鋸層結構分為兩種:(1)硬質鍍銘層 銘層硬度高,耐磨性好,具有一定的韌性。改變電鍍工藝參數可獲得 三種不同鍍鋸層,灰色(無光澤)鍍珞層、光澤鍍珞層和乳白色鍍珞層。其工藝參數和鍍鉆層性能如表6-3所示。6-3各種硬質鍍鋸層工藝參數和性能種 類工藝條件鍍鋸層性能灰色鍍鋸層電解液溫度低(3540o),電流密度較高硬度高(HV1200 )、脆性大、結晶組織細小,有較少的 網、狀裂紋,表面光亮光澤鍍銘層

6、電解液溫度和電流密度 均為中等硬度較高(HV800-1200 )、脆性小、結晶組織細小,有 較少的網、狀裂紋,表面光亮乳白色鍍鋸層電解液溫度較高(65o),電流密度較低硬度低(HV400-700 )、韌性較好、裂紋很少或沒有,化 學穩定性較高,能承受較大變形,表面呈乳白色硬質鍍輅層適用于潤滑條件較好,承受負荷不大的零件表面。新造零件鍍層厚度一般在0.150.25mm之間,修復零件鍍層厚度一般不超過0.5mm。硬質鍍銘廣泛應用于修船屮,如修復柴油機、壓縮機的曲軸和高壓油泵柱塞等。一般僅對配合件之一鍍鋸。(2)松孔鍍銘層 鋁層表面呈網狀溝紋或多孔狀,能夠貯存潤滑油。當零件工作時,如 果供油不足,潤

7、滑油會從零件表面鍍層孔隙中流出分布在工作表面各處,從而改善潤滑條件,降低零件的磨損。松孔鍍銘層的耐磨性取決于網紋的密度、深度和寬度。網紋的形成方法有:機械松孔法,即預先在被鍍表面上用機械方法(如銃削、噴丸或滾壓)形成小孔或凹坑,然后再鍍銘;周期換向松孔法,是鍍鋸過程屮每鍍15min后將陰、陽極進行短時間交換,實施陰極處理后再繼續鍍鋸。松孔鍍銘層適用于潤滑不良、承受較大負荷的零件。 一般用來提高這種工作條件下零件的耐磨性。柴油機氣缸套松孔鍍銘層厚度一般為0.150.25mm ,活塞環為0.100.15mm。表6-4和表6-5分別為氣缸套和活塞環松孔鍍洛層厚度選擇。表64氣缸套松孔鍍鋸層厚度選擇氣

8、缸直徑鋸層總厚度(mm)柴油機轉速500r/min柴油機轉速W500i7minW 100100-2000.30-0.400.35-0.45200-3000.40-0.500.45-0.55300-4000.50-0.600.55-0.65400-5000.65-0.75500-6000.75-0.85注:珞層總厚度為氣缸直徑方向上輅層厚度Z和。表6-5 活塞環松孔鍍鋸層厚度選擇活塞環直徑(mm)單面輅層厚度(mm)鉆層徑向偏差(mm)45-900.10-0.14W 0.0490-1850.14-0.18W 0.04無刻蝕鍍鐵工藝過程是: 零件在鍍前的表面活化處理基采用鹽酸水浸洗的方法,腐蝕除去

9、零件待鍍表面的氧化膜,屮和去除堿性水膜,形成酸性水膜。然后將零件放人電鍍糟屮, 先進行對稱交流電活化處理,再進行不對稱交流電起鍍和過渡鍍等。與刻蝕鍍鐵相比較, 無刻蝕鍍鐵工藝省去了硫酸陰極刻蝕處理,減少了工序,簡化了工藝,減省了設備和降低了污染,從而保證了鍍鐵的質量和降低了成本。無刻蝕鍍鐵的鍍層結合強度高、耐磨性更好,質量隱定可靠,成品率高。目前,無刻蝕鍍鐵己廣泛應用,尤其在修復磨損失效的柴油機曲軸方面成果顯著,修復曲軸長度可達4m以上,使大批報廢曲軸重新投入使用,節省了大量經費。此外,鍍鐵還用 于修復其他磨損、腐蝕的零件,如精密偶件、缸套等。二、電刷鍍電刷鍍又稱快速電鍍、 涂鍍,是一種無電鍍

10、槽的快速電鍍工藝。它始于20世紀50年代美國的一種修復電鍍廢品的鍍覆技術,70年代廣泛用于飛機、船舶、機車、電子、機械、化工 乃至文物修補和藝術裝飾上。1. 電刷鍍原理電刷鍍也是基于電解原理在零件工作表面上快速沉積金屬形成鍍層的工藝。刷鍍不需電鍍槽,只需將零件與直流電源的負極相接,鍍筆與正極相接。刷鍍時,將蘸滿電鍍液的鍍筆在零件表面上移動,即用鍍筆涂刷零件工作表面。在電場作用下,電鍍液中的金屬離子向零件表面遷移,并從表面獲得電子后沉積其上形成鍍層。所以,電刷鍍是一種設備和工藝大為簡化的電鍍,如圖63所示。2. 電刷鍵工藝1)設備與電鍍溶液電刷鍍的主要設備是專用電源,采用無級調節電壓的直流電源;

11、常用電壓范圍為050V。鍍筆是電刷鍍的主要工具,是由手柄和陽極組成的。陽極為鍍筆的工作部分,石墨和鉗 鉞合金是理想的不溶性陽極材料,其屮石墨應用最多, 只有在修復劃傷、 小溝槽及狹窄的棱面時,由于陽極尺寸極小才用鉗鉞合金陽極。采用石墨陽極時在其外部包扎脫脂棉包套,目的是為了吸附和貯存電鍍液,防止兩極直接接觸產生電弧燒傷零件表面和防止石墨粒子脫落 污染電鍍液。石墨陽極的形狀依被鍍零件表面形狀而定。電鍍溶液是獲得優質鍍層和高生產率的關鍵。根據用途不同有以下三種溶液:(1) 表面預處理溶液為了提高鍍層與零件基體的結合強度,不僅用一般的方法清潔零件表面,還必須進行嚴格的電化學處理,即進行電凈處理和活化

12、處理,因此須使用電凈液和活化液。電凈液:在電凈液中用電解的方法清除零件表面上的油膜和雜質污物稱為電凈處理。電凈液為無色透明的堿性溶液,一 10C不結冰,腐蝕性小,可長期存放。零件經電凈處理后用 清水沖洗。活化液:在活化液中用電解的方法除去零件金屬表面的氧化膜稱為活化處理。處理后零件表面露出金屬光澤,有利于鍍層與其結合牢固。 活化液是無色透明的酸性溶液, 腐蝕性小, 可長期存放,循環使用。(2) 電刷鍍溶液 電刷鍍溶液是在被鍍零件表面上沉積鍍層金屬的溶液,其金屬離子含量高,并以有機絡合物形式存在,所以穩定。電刷鍍溶液一般分為酸性和堿性兩大類。酸性溶液較堿性溶液的離子沉積速度快1.53倍,但絕大多

13、數酸性溶液不適于材質疏松的金屬材料,如鑄鐵,也不適用于不耐酸腐蝕的材料,如錫、鋅等。堿性和屮性溶液有很好的使用 性,可獲得細小晶粒的鍍層,在邊角、狹縫和盲孔等處有很好的均鍍能力,無腐蝕性,通常在各種材料零件上鍍覆。2)電刷鍍工藝(1) 零件表面的準備零件表面的預處理是保證鍍層與零件表面結合強度的關鍵工序。零件表面應光滑平整,無油污、無銹斑和氧化膜等。為此先用鋼絲刷、丙酮清潔,然后進行 電凈處理和活化處理。(2) 打底層(過渡層) 為了進一步提高工作鍍層與零件金屬基體的結合力,選用特殊銀堿銅等作為底層,厚度一般為25umo然后再于其上鍍覆要求的金屬鍍層,即工作鍍層。(3) 鍍工作鍍層電刷鍍工作鍍

14、層的厚度 (半徑方向上)為0.30.5mm,鍍層厚度增加內應力加大,容易引起裂紋和使結合強度下降,乃至鍍層脫落。但用于補償零件磨損尺寸時,需要鍍層厚度較大,為避免因厚度過大使內應力增加,采用組合鍍層,如圖64所示。先在零件表面 上鍍打底層,再鍍補償尺寸的尺寸鍍層,其間鍍上不超過0.05mm厚度的夾心鍍層,最后鍍工作 鍍層。3. 電刷鍍工藝特點設備簡單,不需鍍槽。電刷鍍取消電鍍槽,擴大了應用范圍,取消了對零件尺寸的限 制,大小件均可鍍,尤其是難拆卸和難運輸的大型零件可原地刷鍍修復。(2) 簡化了電鍍工藝。零件上不需鍍的部位不需包扎絕緣,節省材料和輔助工時。(3) 鍍層與零件表面結合強度高。由于電刷鍍鍍層是在電、化學和機械(鍍筆與零件表面摩擦)作用下沉積在徹底清潔的零件表面上,所以結合強度高于有槽電鍍。(4) 較層厚度可以精確控制,并可實施均勻或不均勻鍍層的電鍍,即在同一零件上刷鍍 不同厚度的鍍層。鍍后一般不需加工,可直接使用。(5) 鍍層沉積速度快,生產率高。由于電鍍液的離子濃度高,電刷鍍時零件與鍍筆相對運動均有利鍍層的沉積,比有槽電鍍的沉積速度快5倍以上。(6) 電鍍液溫度低,對零件無影響,不

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