電鍍硬鉻層的氣密性的探討

李蘭英 張秀明 吳秋敏

（山東省機械設計研究院，濟南250031）

長久以來，電鍍硬鉻加工廠家都深受“氣密性”問題的困擾，其原因是由于鍍鉻陰極析氫的存在，而使鍍鉻層產生“網絡”引起的。目前，對電鍍硬鉻層出現“裂紋”現象，采取的對策較多，例如聚乙烯樹脂封閉和金剛丸拋光碾壓等，但這些技術通過降低鍍件氣泡產生量，提高電鍍硬鉻層“氣密性”。本試驗從減少或消除裂紋兩個方面著手，采取脈沖鍍鉻與金剛石碾壓相結合試驗方法，提高鉻層氣密性，使鍍件達到氣密性設計要求。

1 試驗

1.1 工藝方案

電鍍硬鉻層氣密性不同處理工藝方案內容如表1所示。

1.2 試件選取

選用某廠生產的活塞桿件作為本試驗用件，如圖1所示，并與之相應的作動筒組裝在一起進行氣密性試驗。

1.3 氣密性的試驗操作方法

將試驗件活塞桿和與之相配的作動筒組件中輸入0.2～0.3P試驗壓力，把活塞桿放入重鉻酸鉀溶液中，調整壓力至設計要求試驗壓力P進行試驗。首先關閉閥門，在設定壓力條件下對試驗件進行處理，觀察試驗組件可能漏氣部位，確定有無氣泡滲漏的存在。如果在規定的時間內，無氣泡、滲漏情況發生，則認為活塞桿件密閉性符合要求，鍍鉻活塞件試驗裝置如圖2所示。

表1 電鍍硬鉻層氣密性處理工藝方案對比

圖1 試驗件的形裝和尺寸

圖2 鍍鉻活塞件試驗裝置圖

1.4 不同溶液成分

試驗中采取了普通鍍鉻和自調節鍍鉻電鍍溶液，各溶液成份和工藝條件有著明顯區別。

1.4.1 普通鍍鉻電鍍溶液

CrO3濃度為120～250g/L；H2SO4濃度為1.0～2.5g/L；Cr3+濃度為2.2-6g/L。采用普通鍍鉻技術，溫度控制在50～60℃；電流密度為45～550A/dm2；采用脈沖鍍鉻，溫度控制在56～62℃；電流密度為60～70A/dm2。

1.4.2 自調節鍍鉻液體

CrO3濃度為220～275g/L；K2SiF6濃度為20～21g/L；SrSO4濃度為5.5～6.5g/L。采用普通鍍鉻，溫度控制在55～60℃；電流密度為50A/dm2。采用脈沖鍍鉻：溫度控制在50～60℃；電流密度為55～60A/dm2。

2 試驗結果與研討

本試驗全部試驗，全部是在某單位現有生產操作條件下進行的，試驗記錄結果圖表2所示。

金剛石拋光碾壓只對金屬表面層起到明顯塑性變形作用，不存在任何金屬切削及表面強化方法。碾壓時，利用碾壓工具對試件的壓力，使試驗用件（活塞桿）表面起到塑性變形的作用。通常情況下，金剛石碾壓只進行一個行程，就可以達到所要求的表面光潔度，如果達不到要求可進行兩個行程，金剛石碾壓規范如表3所示。

表2 各工藝方案氣密性試驗結果

表3 金剛石碾壓規范表

根據上述數據可知，使用自調節鍍硬鉻電鍍溶液和脈沖鍍硬鉻溶液，可以有效改善電鍍鉻層“氣密性”問題，只是改善效果不同，自調節鍍硬鉻溶液改善效果最為顯著。以上試驗在進行試驗時，仍有不同程度的氣泡產生，金剛石碾壓可以使鍍層沒有氣泡滲漏，且外觀更加致密、美觀。

3 結論

本文針對電鍍硬鉻層裂紋的產生及其不良影響進行了詳細說明，并使用周期脈沖電流鍍硬鉻和金剛石碾平相結合辦法，解決了試驗件“氣密性”問題，使之能夠達到相關標準要求。