硅青銅保持架的鍍銀工藝

孫盛革，毛玉紅

(瓦房店軸承集團公司 技術中心，遼寧 瓦房店 116300)

QSi1-3為含錳、鎳元素的硅青銅，具有較高的強度和耐磨性，在大氣、淡水和海水中有較強的耐蝕性，用于制造在低于300 ℃、潤滑不良、單位壓力不大工況下的摩擦零件,或在腐蝕介質中工作的結構零件。許多特殊工況的軸承使用硅青銅保持架,為了提高自潤滑能力，避免軸承因缺油而出現瞬間卡死，會對硅青銅QSi1-3車制保持架進行表面鍍銀處理，以延長軸承的使用壽命。保持架鍍銀后表面質量、鍍銀層厚度和結合力是主要的性能檢測指標[1],無論哪一指標不合格都會造成成品軸承返廠、返修或報廢，不但造成經濟損失，而且影響客戶裝機使用[2-4]。

1 工藝流程

硅青銅保持架鍍銀工藝流程為：電解除油→水洗→化學拋光→水洗→酸活化→水洗→預鍍銅→水洗→預鍍銀→鍍銀→水洗→中和→電解鈍化→水洗→烘干。

1.1 電解除油

采用對基體材料腐蝕性小的高效、低泡、弱堿性除油劑HMC-02，它是雙組分電解除油液，特點是除油溫度低、效率高，使用壽命長，陽極和陰極電解除油均可使用，適用于鋼、銅和銅合金的表面處理。陽極除油時，質量濃度應控制在40～60 g/L；陰極除油時，質量濃度應控制在60～80 g/L。為確保工件的清洗質量，需維持除油液所需濃度。

1.2 預鍍銅和預鍍銀處理

硅青銅與鍍銀液直接接觸時會發生置換反應，而置換反應的銀層與銅基體間結合疏松,如在置換銀層上再鍍銀,則會使整個鍍銀層出現脫皮、起泡等，導致產品報廢。因此，一般都需要進行預鍍銅和預鍍銀處理后才能鍍銀。預鍍銅后可以改善鍍層間的結合力，同時也為后續工序提供了一個潔凈、活性高的表面[5-6]。預鍍銀可以在鍍層表面形成一層致密的保護層，同時起打底作用。預處理工藝條件中，預鍍銅：CuCN，20～35 g/L；KCN，30～55 g/L；JK(電流密度)，2～3 A/dm2；陽極，電解銅。預鍍銀：AgCN，2～3 g/L；KCN，80～90 g/L；JK，1～2 A/dm2；陽極，不銹鋼。

1.3 鍍銀

鍍銀工藝條件為：銀(按金屬銀計),20～30 g/L；KCN(總),55～80 g/L；KCN(游離),30～40 g/L；K2CO3,30～60 g/L；光亮劑適量；室溫；Dk(陰極電流密度),0.2～0.5 A/dm2；時間，45～50 min。

在鍍銀過程中，要適當調整好陰、陽極間距離和位置，注意陰、陽極導電良好，要定時轉動零件，使鍍銀層均勻。

1.4 抗變色處理

銀在大氣環境中長時間放置會逐漸變色，空氣中O2，S2-的存在是導致鍍銀層變色的主要因素，紫外光、其他氧化劑和腐蝕介質的存在也會加速銀離子的形成，從而加速鍍銀層的變色[1,7]。硅青銅保持架抗變色處理為陰極電解鈍化，工藝條件為：Na2Cr2O7, 30～35 g/L；時間，4～5 min。

2 檢測分析

2.1 外觀檢測

按上述工藝鍍銀后整個硅青銅保持架表面光亮、光滑，無掛具黑色痕跡，無起泡和起皮，如圖1所示。經60天變色試驗，鍍銀保持架表面沒有出現變黃和黑色斑點，光澤如初。

圖1 鍍銀后的硅青銅保持架

2.2 粗糙度檢測

依據GB/T 1031—2009《產品幾何技術規范(GPS) 表面結構 輪廓法 表面粗糙度參數及其數值》中的測量方法，用Taylor儀在工件的幾個代表性部位進行測量，檢測結果為：保持架上端面表面粗糙度Ra為0.144,0.142 μm；下端面表面粗糙度Ra為0.172,0.22 μm；兜孔表面粗糙度Ra為0.27，0.51 μm。標準要求表面粗糙度Ra≤1.0 μm。

2.3 鍍層厚度檢測

依據GB/T 6462—2005《金屬和氧化物覆蓋層 厚度測量顯微鏡法》，用顯微鏡法在保持架的幾個部位進行鍍層厚度測量。檢測結果如下：端面鍍層厚度為40 μm；外徑面鍍層厚度為40 μm；兜孔鍍層厚度為38 μm,同一面上鍍層厚度均勻(圖2)。標準要求鍍層厚度為35～45 μm。

圖2 鍍銀層厚度

2.4 結合力檢測

依據GB/T 12307.2—1990《金屬覆蓋層銀和銀合金電鍍層試驗方法 第二部分 結合強度試驗》中的熱振試驗進行結合力檢測，將銅和銅合金在(250±10)℃的爐中加熱大約30 min，然后浸入室溫的水中。取出后，在有照明的觀察器(放大倍數為4倍或8倍)下檢查電鍍層是否起泡或脫落。試樣經熱振試驗后觀察鍍銀層表面沒有出現起泡和脫落。

3 結束語

硅青銅保持架經鍍銀處理后，表面光亮、光滑，整個表面沒有出現起泡和起皮，變色試驗后未出現變色現象；不同位置表面粗糙度均小于1.0 μm，同一面上鍍層厚度非常均勻，不同表面鍍層厚度偏差不大于10 μm；經結合力檢測沒有出現起泡和脫落，滿足了產品的要求。