汽車減振器活塞桿鍍鉻工藝的研究

邱亞男 孫曉幫 蘇春陽 郭儒楠

摘 要：文章對汽車減振器活塞桿的鍍鉻工藝進行了細致的研究，闡述出了活塞桿鍍鉻層對活塞桿質量的重要性，并詳細地介紹了活塞桿對鍍鉻層的各種要求、生產工藝及檢測工藝。

關鍵詞：活塞桿;鍍鉻層;工藝

中圖分類號：U466? 文獻標識碼：B? 文章編號：1671-7988（2020）13-186-03

Study On Chromium Plating Technology Of Piston Rod Of Automobile

Shock Absorber

Qiu Yanan1， Sun Xiaobang2， Su Chunyang3， Guo Runan2

（ 1.Jinzhou Wanyou Mechanical Parts Co.， Ltd， Liaoning Jinzhou 121007;

2.Automobile & Transportation Engineering College， Liaoning University of Technology， Liaoning Jinzhou 121001;

3.Beijing Zhonghangkexun technology co. LTD， Beijing 100089）

Abstract： In this paper， the chromeplating process of piston rod of automobile shock absorber is studied in detail， the importance of chromeplating layer of piston rod to the quality of piston rod is expounded， and the requirements， production process and testing process of piston rod to chromeplating layer are introduced in detail.

Keywords： Piston rod; Chromium plating layer; Process

CLC NO.： U466? Document Code： B? Article ID： 1671-7988（2020）13-186-03

引言

汽車減振器活塞桿作為懸架減振器核心零件之一，減振器活塞桿不僅受軸向、側向往復力作用，同時還受到摩擦力的作用。在這些力的作用下，活塞桿易引起強度、撓度、疲勞失效，同時還易引起油封失效。為了提高活塞桿的力學特性，實現活塞桿外硬耐磨、內軟韌性好，活塞桿表面進行微觀微裂紋鍍硬鉻處理。活塞桿電鍍工藝不當引起的電鍍層厚、薄或薄厚不均等現象，都會導致活塞桿的力學特性降低，直接影響汽車的平順性、穩定性和安全性。當電鍍不良、搬運不當等引起的擦痕、電鍍附著物、電鍍毛孔等導致圓柱表面出現宏觀瑕疵，易導致活塞桿強度、撓度、疲勞和磨損失效。由于電鍍工藝不合理導致活塞桿圓柱表面微觀微裂紋密度不合格，影響活塞桿與減振器導向密封總成的摩擦力。所以良好的活塞桿鍍鉻技術、高精優質的檢測技術對于保證減振器活塞桿質量具有重要意義[1]。

1 活塞桿對鍍鉻層的要求

活塞桿對鍍鉻層的要求分別為對鍍層硬度要求、對鍍層厚度的要求、對微裂紋的要求、對鍍層附著力的要求、對表面粗糙度的要求以及對外觀的要求。

1.1 對鍍鉻層硬度的要求

為了增加活塞桿的硬度，提高耐磨性，增加其使用壽命，通常對鍍層的硬度要求為Hv900，對于一些特殊裝載條件下的車型，也會有Hv1050的要求。

1.2 對鍍層厚度的要求

活塞桿的耐磨性與活塞桿鍍鉻的厚度也有直接的關系，減震器的耐磨性和壽命與厚度雖然不完全成比例關系，但是厚度減少，使用壽命就會大大縮減，表面耐磨性也會變差。鉻鍍層的厚度不應過薄，也不應過厚，過薄影響鉻鍍層的耐磨性，而過厚會影響鉻鍍層的韌性。通常要求厚度應大于10μm。

1.3 對微裂紋的要求

活塞桿表面的微裂紋也是在鍍鉻過程中產生的，合理的微裂紋密度有增加活塞桿硬度及含油（潤滑油）的作用，在減振器垂直運動的過程中起著極其重要的作用，通常，對活塞桿表面微裂紋密度的要求為400-1000條/cm。

1.4 對鍍層附著力的要求

鉻鍍層由于其較高的硬度，以及在電鍍后去除氫脆的加溫過程中基體金屬與鉻金屬的熱膨脹系數不同，都會造成鍍鉻層與基材之間的附著力變差，可能在受到壓力或受到外力沖擊時開裂或鉻層脫落。在生產過程中需要調整各個電鍍參數，使得鉻層均勻的生長覆蓋，以保證良好的結合力。

1.5 對表面粗糙度的要求

為提高減震器使用過程中的耐磨性，使往復運動時減少摩擦力，通常需要進行拋光處理，以提高表面粗糙度，對于成品活塞桿表面粗糙度的要求通常為Ra0.1以下，一些特殊裝配要求的產品會要求的更高一些，Ra0.06以下。

1.6 對外觀的要求

活塞桿表面大的缺陷會導致產品抗腐蝕性變差，降低減震器使用壽命，通常要求鉻鍍層外表面應光澤，無針孔。

2 活塞桿鍍鉻生產工藝過程

電鍍就是利用電解原理在某些金屬表面上鍍上一薄層其它金屬的過程，是利用電解作用使金屬或其它材料制件的表面附著一層金屬膜的工藝從而起到防止金屬氧化（如銹蝕），提高耐磨性、導電性、反光性、抗腐蝕性（硫酸銅等）及增進美觀等作用。活塞桿鍍鉻原理圖如圖1所示。

在電鍍過程中，受鍍物件即活塞桿為陰極，經電化學反應后，將槽液中的金屬鉻進行轉換到金屬表面，以形成致密的金屬鉻層。

3 活塞桿鍍鉻檢測工藝過程

鍍鉻層的檢測主要分為鍍鉻層硬度檢測、厚度檢測、微裂紋檢測、附著力檢測、表面粗糙組檢測及外觀檢測。活塞桿的鍍鉻層硬度檢測通常使用維氏硬度計檢驗鍍鉻層的維氏硬度。對厚度檢檢驗的方式通常涂層測厚儀來進行鍍層厚度的檢驗，檢驗場景圖如圖2所示。

對微裂紋的檢測為通過激光顯微鏡在活塞桿的鍍鉻層進行局部取像，再經過圖像識別的算法對其進行識別[2]。微裂紋檢測現場圖如圖3所示。

對附著力的檢測為通過壓彎的方式對其進行附著力實驗，在活塞桿垂直方向施加一個2mm/Min的力，直到彎曲量達到8mm后或到活塞桿斷裂，觀察彎曲位置的表面狀態，輕微的鉻層微紋是允許的，但不允許剝落或起皮。對表面粗糙度的檢驗使用粗糙度測量儀，粗糙度的測量常用采用的計算方法為Ra和Rz兩種。測量時對取樣長度的通常選擇0.8mm和0.25兩檔，而評定長度一般為5倍的取樣長度。外觀檢測則使用機器視覺半自動化檢測系統進行檢測。該方式的檢測對活塞桿表面清潔度的要求極高，但是能將各種表面下次均檢測出來，活塞桿外觀檢測現場圖如圖4所示。

4 結論

該研究整合了國內外各種先進制造工藝并加上自主創新，可以有效提升汽車減振器活塞桿品質和性能，降低生產成本，提高生產效率，可全面提升汽車零部件行業的競爭能力，從而達到經濟效益和社會效益上的最優化。

參考文獻

[1] 王金玉，邱亞男，孫曉幫.可控懸架減振器活塞桿制造工藝的研究[J].汽車實用技術，2017（03）：38-39+91.

[2] 蘇春陽，孫曉幫，王天利，蘇成立，王素艷.汽車減振器活塞桿表面微裂紋檢測研究綜述[J].汽車實用技術，2019（02）：127-129.