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電鍍前的表面粗糙度對電鍍品質的影響竟然這麼大!

工件鍍前的表面粗糙度對鍍層的品質有重要的影響。 實驗表明在相同鍍鉻層厚度要求下(0.07~0.09 mm), 鍍前表面粗糙度越差, 鍍後工件鍍鉻層表面粗糙差, 孔隙率越高, 鍍層不完整越明顯, 鍍層與工件表面的附著力差, 更容易銹蝕, 影響使用壽命。

不同基材表面粗糙度電鍍層品質如下:

1、對電鍍後緻密性的影響

鍍鉻層的硬度壓痕形貌

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隨著基材表面粗糙度的減小, 試樣的硬度增加, 而硬度壓痕則相應的減小. 這是因為基材表面粗糙度越小, 鍍鉻層越緻密, 硬度越高. 另外, 硬度壓痕周圍出現的不同程度的裂紋也能表明鍍鉻層的緻密程度, 從而反映鍍鉻層的硬度。 由圖a 可見, 當載荷為0. 98 N 時, 硬度壓痕周圍出現了微裂紋, 隨著載荷的增加,

硬度壓痕周圍的裂紋越來越多. 由圖b 可見, 當載荷為2. 94 N時, 硬度壓痕周圍出現了數量較少的微裂紋, 表明該鍍鉻層的緻密性有所改善. 由圖c 可見, 在所有載荷條件下, 硬度壓痕周圍均未出現微裂紋, 表明該鍍鉻層的緻密性最佳。

2、對電鍍結合狀況的影響

鍍鉻層的橫截面形貌

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當基材表面粗糙度過大時, 鍍鉻層與基材介面處易存在缺陷, 諸如氣孔、微裂紋等. 這是因為當基材表面粗糙度過大時, 在鍍鉻層沉積過程中, 鍍鉻層的晶粒形核、長大過程較為緩慢, 導致基材表面鉻晶粒尺寸不均勻且分佈疏鬆. 因此, 隨著鍍鉻層沉積過程的進行, 在介面處極易形成氣孔、微裂紋等缺陷.由圖b 可見, 當基材表面粗糙度較小時, 鍍鉻層和基材介面清晰, 未發現明顯缺陷, 形成的鍍鉻層較為均勻, 但橫截面出現了由介面生長出的微裂紋. 這主要是因為隨著鍍鉻層沉積時間的延長, 鍍鉻層厚度隨之增加,殘餘拉伸應力得到釋放,從而形成貫穿性裂紋。 由圖c 可見,當基材表面粗糙度繼續減小時,形成的鍍鉻層更加均勻平整,鍍層與基材介面清晰,結合緊密,且未發現氣孔、裂紋等缺陷。

3 、對電鍍裂紋的影響

鍍鉻層的表面形貌

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由於基材表面粗糙度過大,鉻離子沿劃痕方向沉積,並聚集形成了條狀的鍍鉻層. 由b、c 可見,隨著基材表面粗糙度的降低,鍍鉻層表面趨於平整,且存在少量微裂紋。 這主要是因為在電鍍過程中,氫與鉻發生反應生成了鉻氫化合物,氫原子進入鉻的晶格中,致使晶體結構發生畸變,導致由氧化物、氫氧化物與氫化物組成的晶體結構中產生較高的內應力。當鍍鉻層達到一定厚度時,該內應力會促使鍍鉻層表面出現微裂紋。 微裂紋的產生是電鍍鉻工藝無法完全避免的現象,且鍍層越厚,這種現象越明顯。

由此得出結論隨著基材表面粗糙度的降低,鍍鉻層表面趨於平整、緻密,鍍鉻層厚度減小,而硬度相對增加,且鍍鉻層中的微裂紋數量明顯減少。所以為保證完整的鍍鉻層,延長鍍鉻工件使用壽命,電鍍前表面粗糙度必須控制在Ra0.2 μm 甚至Ra0.1 μm 以下,才能提高鍍鉻層的完整性。

豪克能設備加工細長軸

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豪克能技術加工軸代替磨削拋光達到理想的電鍍前表面品質

鍍鉻層厚度隨之增加,殘餘拉伸應力得到釋放,從而形成貫穿性裂紋。 由圖c 可見,當基材表面粗糙度繼續減小時,形成的鍍鉻層更加均勻平整,鍍層與基材介面清晰,結合緊密,且未發現氣孔、裂紋等缺陷。

3 、對電鍍裂紋的影響

鍍鉻層的表面形貌

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由於基材表面粗糙度過大,鉻離子沿劃痕方向沉積,並聚集形成了條狀的鍍鉻層. 由b、c 可見,隨著基材表面粗糙度的降低,鍍鉻層表面趨於平整,且存在少量微裂紋。 這主要是因為在電鍍過程中,氫與鉻發生反應生成了鉻氫化合物,氫原子進入鉻的晶格中,致使晶體結構發生畸變,導致由氧化物、氫氧化物與氫化物組成的晶體結構中產生較高的內應力。當鍍鉻層達到一定厚度時,該內應力會促使鍍鉻層表面出現微裂紋。 微裂紋的產生是電鍍鉻工藝無法完全避免的現象,且鍍層越厚,這種現象越明顯。

由此得出結論隨著基材表面粗糙度的降低,鍍鉻層表面趨於平整、緻密,鍍鉻層厚度減小,而硬度相對增加,且鍍鉻層中的微裂紋數量明顯減少。所以為保證完整的鍍鉻層,延長鍍鉻工件使用壽命,電鍍前表面粗糙度必須控制在Ra0.2 μm 甚至Ra0.1 μm 以下,才能提高鍍鉻層的完整性。

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