1. 產品形狀及要求
產品,如臘綸紡絲機中復式加熱器結合件,如圖4-8所示,由304不銹鋼制成。要求內表面鍍硬鉻0.03mm,鍍層細致、均勻、結合力強,孔隙率低,硬斷(HV)1000。
2. 小樣實驗
為解決鍍層結合力、硬度及焊縫處的電鍍質量,進行小樣實驗。小樣實驗用材料為國產321不銹鋼,相當于,304不銹鋼、尺寸為50mm×75mm。
a. 鍍液配方及工藝條件。
鉻酐(CrO3) 180~200g/L 、MB 促進劑 5~8g/L 、硫酸(H2SO4) 1.8~2.0g/L
溫度 50~52℃ 、三價鉻(Cr3+) 3~5g/L 、 陰極電流密度 30~40A/d㎡
其中MB促進劑主要成分為稀土元素和硼酸,可提高電流密度和鉻層硬度。
b. 小電流陰極活化處理。
在鍍鉻槽中,首先按2A/dm2開電流(電壓3V左右),然后每隔1~2min升一次電流,升幅為3~5A/d㎡ (電壓升0.5~1V),如此連續5~8次,再采取沖擊電流2~3min,最后回到正常電流電鍍。
c. 小樣實驗結果
①. 結合強度
試樣放烘箱加熱到250℃,恒溫1小時,在空氣中冷卻,無起掉皮,鄉頭敲打無剝落。
②. 孔隙率
貼濾紙法(見QB/T 3823-1999)檢測,完全達到硬鉻孔隙率級標準:不大于4孔/cm2 。
③. 硬度
用顯微硬度計(按QB/T 3823-1999)測定,硬度(HV)值基本上都在1000左右。
3. 模擬實驗
制作了單孔321不銹鋼模擬零件,見圖4-9,按小樣實驗結果,在1400L鍍鉻槽內作鍍鉻模擬實驗。
a. 象形陽極
模擬零件底部為封閉式,必須采用象形陽極,只有當陰極部位與對應陽極的距離相等時,電流在陰極表面不同部位的分布才基本均勻,所得鉻層厚度也基本均勻。如圖4-10所示,象形陽極,實驗結果顯示,各角處全部鍍上鉻,整個鍍層表面結晶細致光滑。
b. 槽液流動形式及泵的流量
鍍鉻液溫度對鍍層硬度、光澤等影響很大,必須嚴格控制。在筒體電鍍過程中,由于電流密度大至35A/d㎡,勢必使筒體內液溫急劇上升,故必須進行槽液循環。在模擬零件底部鉆一個?19mm小孔,從小孔內注入槽液,以利于氣體隨溶液一起向上自由排出,在模擬零件內外插入WT2-280型壓力表式溫度計各一支,如圖4-10所示,當流量為7L/min時,筒內外溫度基本穩定一致。
c. 鍍層厚度及硬度測試。
在模擬零件內加掛長300的T形試片,厚度1.5mm,材料1Cr18Ni9Ti 一起入槽緊貼模擬零件內壁電鍍,試片能真實反映電鍍工況,試片鍍層各部位厚度、硬度都達到要求。
4. 試生產
a. 工藝流程
機械拋光至1.6μm以上→工業汽油擦洗→輕質碳酸鈣擦凈油污→水洗→裝掛具和象形陽極→弱腐蝕[硫酸3%~5%(質量分數),室溫,時間30~60秒]-→水洗→水洗→人鍍槽→預熱(溫度50~52℃,時間1~2min)→陰極小電流處理(DK2A/dm?開始,每次升幅3~5A/d㎡,5~8次)→沖擊電鍍(DK 45A/dm2,2~3min)→正常電流電鍍(Dk 30~40A/dm,時間至鍍層厚度達到要求)→出糟清洗→下掛具→檢驗。
b. 注意事項
①. 裝掛象形陽極與孔同心,不得偏移,以免發生局部電流過分集中,產生燒焦發毛的現象。
②. 裝卸掛具不得碰傷絕緣保護層,保證電鍍過程中掛具通電良好和不得短路
③. 嚴格控制鍍鉻電流密度和溫度,中途不得斷電。
④. 不采取陽極處理,小電流活化處理不當而影響鍍層結合力以致發生掉皮。
c. 效果
獲得的鍍層表面光滑細致,色澤均勻,達到供方圖紙要求。因此,采用特定的鍍液組成和工藝,并配以特制的象形陽極,完全能鍍出符合圖紙要求的鉻層,并已批量生產,驗收合格。