黃銅件鍍硬鉻后的氫脆現(xiàn)象

趙予川

(杰昌金屬表面處理廠,廣東深圳 518105)

黃銅件鍍硬鉻后的氫脆現(xiàn)象

趙予川

(杰昌金屬表面處理廠,廣東深圳 518105)

通過試驗驗證了黃銅件鍍硬鉻后發(fā)生斷裂與基體材料無關(guān),而是由于鍍鉻過程中析氫使鉻鍍層產(chǎn)生氫脆導(dǎo)致黃銅件鍍硬鉻后沖擊試驗失敗。鍍鉻后在200～220℃條件下,除氫處理3h可降低脆性得到結(jié)合力良好,低氫脆的硬鉻層。

氫脆;銅件;鍍硬鉻

引 言

最近接到客戶信息,反映某款黃銅件鍍硬鉻產(chǎn)品,在進行沖擊試驗時,零件發(fā)生斷裂,希望幫忙查找原因。從材料,鍍硬鉻,除氫工藝三方面進行了分析試驗,找到了故障發(fā)生的根源,較好的解決了問題。

1 試 驗

1.1 工藝流程

黃銅件鍍硬鉻的工藝流程如下:

化學(xué)除油→水洗→陰極電解除油→水洗→化學(xué)拋光→水洗→活化→水洗→鍍硬鉻→水洗→除氫處理。

1)陰極電解除油

NaOH 20～30g/L

Na2CO3·H2O 40～60g/L

Na3PO4·12H2O 40～60g/L

Jκ1～2A/dm2

t 1～2min

θ 50～60℃

2)化學(xué)拋光

H2SO4(d=1.84) 400～500mL/L

H2O240～60g/L

添加劑 少量

θ 20～30℃

t 25～45s

3)鍍硬鉻

C rO3200～250g/L

H2SO42.0～2.5g/L

Cr3+1.0～1.5g/L

Jκ25～50A/dm2

θ 50～60℃

t 1.5～2.5h

黃銅件容易在鍍鉻槽中鈍化,應(yīng)帶電下鍍鉻槽,不允許進行陽極處理,首先采用小電流密度使銅件表面處于活化的狀態(tài),隨后采用沖擊電流,使銅件表面在短時間內(nèi)沉積一層鉻層,再恢復(fù)正常陰極電流密度進行鍍鉻。

1.2 對比試驗

為了分析不同產(chǎn)地的材料鍍硬鉻除氫工藝對零件沖擊試驗的影響,分別設(shè)計了三次試驗。

1.3 測試方法

在1.05m的高度以0.8N的力,自由落體撞擊零件表面,觀察表面是否斷裂或者其它異常現(xiàn)象。

2 結(jié)果與討論

2.1 材料本身脆性的影響

針對不同產(chǎn)地,同種牌號的銅料進行了試驗,結(jié)果如表1。

表1 材料對沖擊試驗的影響

表1中的“合格”意為零件表面無斷裂或其它異常現(xiàn)象。結(jié)果表明,銅料的不同,對沖擊試驗無影響。

2.2 鍍鉻層的脆性

鍍硬鉻陰極電流效率很低,而零件鍍層要求較厚,需要時間較長,電鍍過程中產(chǎn)生大量氫氣,一部分氫滲透到鍍層和基體,造成氫脆,在外力作用下,出現(xiàn)脆性開裂,測試結(jié)果如下:

試驗分3組進行,每組試件為10件,鍍鉻后均不做除氫處理,結(jié)果表明兩組共20件沖擊試驗后,一組全部斷裂,另一組表面有裂紋見表2。

表2 鍍硬鉻工藝對沖擊實驗的影響

2.3 鍍層除氫的作用

2.2的試驗結(jié)果表明鍍硬鉻后沖擊試驗斷裂,于是鍍鉻后增加了除氫工藝,并進行了第三次實驗,結(jié)果如表3。

表3 除氫后的沖擊試驗結(jié)果

3 結(jié) 論

通過試驗,驗證了除材料影響因素外,鍍硬鉻過程中產(chǎn)生的氫脆現(xiàn)象,也是導(dǎo)致沖擊試驗失敗的重要原因。

鍍硬鉻后再增加除氫工藝,避免了銅件鍍硬鉻后遭受沖擊而斷裂的現(xiàn)象,用階梯式的給電方式,可避免銅件在鍍鉻槽中鈍化和腐蝕,并有利提高鍍層的結(jié)合力。

在本文鍍硬鉻的工藝下,鍍鉻層經(jīng)200～220℃除氫處理3h可降低脆性得到結(jié)合力良好、低氫脆的硬鉻層。

Hydrogen Embrittlement of Brass Article after Hard Chrome Plating

ZHAO Yu-chuan

TQ153.11

:B

1001-3849(2010)06-0031-02

2009-11-17

:2010-01-07

趙予川(1978-),男,河南許昌人,杰昌金屬表面處理廠工程部經(jīng)理.