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      彈簧

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      耐腐蝕彈簧解密



      眾所周知,金屬都是會被腐蝕的,只是耐腐蝕的時間長短而已。我司根據客戶產品的不同要求對彈簧的耐腐蝕時間可控制在8至2400小時(鹽霧試驗箱里5%鹽水濃度)。以下是我司對彈簧腐蝕的分析和解決方法。

       

      高強度化是鋼鐵材料研究和開發的永恒主題。材料的強度和硬度提高后,對缺口的敏感性明顯增加。由于許多彈簧的工作環境比較惡劣,腐蝕現象時有發生,破壞了其表面完整性,導致疲勞性能顯著降低。因此,改善高強度彈簧鋼的腐蝕疲勞性能就成為彈簧鋼進一步高強度化時急需解決的難題。料的腐蝕疲勞破壞均起源于試樣表面的腐蝕坑,因此,抑制腐蝕坑的萌生及長大是改善彈簧鋼腐蝕疲勞性能的關鍵。 對不同Ti元素含量的U5和U12,以及不同Ni元素含量的U10、U11和U12進行了加速腐蝕實驗、電化學實驗和腐蝕疲勞實驗.研究結果表明,隨著U鋼中Ti和Ni含量的增加,試樣腐蝕后的腐蝕失重量和腐蝕坑深度均降低,在5%NaCl水溶液中的點蝕電位增加。這表明,鋼中添加合金元素Ti和Ni能夠改善實驗鋼的耐腐蝕性能。此外,隨著U鋼中Ti元素和Ni元素含量的增加,腐蝕疲勞強度均逐漸提高。因此,Ti和Ni元素通過改善實驗鋼的耐腐蝕性而提高鋼的腐蝕疲勞性能。

       

      彈簧的腐蝕按其反應的類型可分為化學腐蝕及電化學腐蝕。它們都是彈簧表面金屬原子的變化或電子得失變成離子狀態的結果。如果彈簧表面金屬只單純與周圍介質發生化學反應,而彈簧引起腐蝕稱化學腐蝕。例如彈簧在特別干燥的大氣中氧化生成氧化膜,以及彈簧在非電解質液體中與該液體或該液體中的雜質發生化學變化等,屬于化學腐蝕。如果彈簧與電解質溶液接觸,由于微電池的作用而產生的腐蝕叫電化學腐蝕。例如彈簧與酸性或鹽類溶液接觸,這類溶液都是電解質,由于彈簧表面的缺陷或雜質等原 因而形成電位差不同的電極以致彈簧不斷受到電解腐蝕;又例如彈簧處在潮濕大氣中,由于大氣中的水蒸氣在彈簧表面上凝成水膜或水珠,加上大氣中的腐蝕性氣體 (如工業廢氣中的二氧化硫和硫化氫或海洋大氣中的鹽霧等)溶解于水膜或水珠中形成電解質。再加上彈簧金屬的雜質或缺陷亦可形成電位差不同的電極,彈簧亦產 生電解腐蝕。這些都屬電化學腐蝕。彈簧受化學腐蝕是少量的、緩慢的,而受電化學腐蝕是主要的、普遍的。但一般來講化學腐蝕與電化學腐蝕是同時存在的。彈簧在制造、存放、使用等過程中,經常會遭受周圍介質的腐蝕。由于彈簧在工作時是靠彈力發揮作用,彈簧被腐蝕后彈力會發生改變而喪失功能。所以防止彈簧的腐蝕可以保證彈簧的工作穩定,并延長其使用壽命。

       

      以上我們得知彈簧腐蝕都是表面接觸具有腐蝕性物質后才開始產生反應的。那么,彈簧的防腐方法一般采用保護層,根據保護層的性質可分為:金屬保護層、化學保護層、非金屬保護層和暫時性保護層等。而從成本考慮化學保護層就更為廉價。下面是常用的化學保護層種類及其工藝!

       

      彈簧電鍍工藝

      鍍鋅工藝

      一、工藝簡介 

      鋅是一種銀白色的金屬,常溫下較脆,原子量為65.38,密度為7.17g/cm3。它是兩性金屬,既能與酸作用又能與鹼作用。實際使用的鍍鋅層是經過鈍化處理的。因為將鍍鋅層在含鉻酸的溶液中鈍化,可以在鍍鋅表面獲得一層化學穩定性較高的各種色彩的鉻酸鹽薄膜 ,其防護能力可提高5~8倍,而且表面美觀,增加了裝飾效果。

       

      二、工藝特點 

      1.可得光澤,平滑的鍍層

      2.可直接鍍在碳化,氮化的鋼鐵上和鑄鐵上 

      3.電流效率較高

      4.廢液處理容易,只需用高ph值將鋅沉淀

      5.導電性佳,節省電源

      6.產生氫脆性小

      7.可在較高溫下得到光澤鍍層 

      8.鍍浴安定,毒性小,成本低 

       

      三、各項性能參數  

      膜厚(μm)    硬度 光澤度 色差 附著力 耐蝕性 

      鍍鋅 7~12       90°折彎不開裂 12H(國標中性鹽霧實驗)

       

      鍍雙層鎳

         鎳是一種銀白略帶黃色的金屬。鎳的原子量為58.69,密度為8.9g/cm3,熔點為1452℃。 由于鍍鎳層具有很多優異的性能,其應用幾乎遍及現代工業的所有部門。在電鍍工業中, 鍍鎳層的生產量僅次于鍍鋅層而居第二位。

       

      二、工藝特點 

      1.鎳的電位比鋼鐵高,特別是鎳具有強烈的鈍化能力,鈍化后的電位更高,所以對鋼鐵 基體來說,鎳層為陰極性鍍層。

      2.以瓦特鎳為基礎加入添加劑 ,高整平性,亮度高,鍍層較脆,不宜鍍厚。

       

      三、各項性能參數  

      膜厚(μm) 硬度 光澤度 色差 附著力 耐蝕性 

      鍍鎳  10~15       90°折彎不開裂 24H(國標中性鹽霧實驗) 

       

       

      鍍霧鎳

      一、工藝簡介 

      水霧鎳&粉霧鎳,為鎳與不導電的微粒子共析,而生成的鍍層, 外觀為消光之表面;此鍍層除了可提高鍍件之耐蝕性外,兼可得到高雅似錦之緞面鍍件表面。由于鍍件表面為似錦緞之霧面,可減低光的反射。因此適用于汽車、光學儀器及縫紉機等之零件;更由于外觀類似鋁合金經陽極處理后之表面,因此,亦適用于建筑材料、家具、水暖器材育樂用品、五金工具零件及各式首飾、飾品類配件等。

       

      二、工藝特點 

      1.外觀高雅似錦,可減低光的反射。

      2.表面柔和的金屬光澤,人眼注視后不會覺得疲勞。

      3.在耐蝕性好。

       

      三、各項性能參數  

      膜厚(μm) 硬度 光澤度 色差 附著力 耐蝕性 

      鍍霧鎳 10~15       90°折彎不開裂 12H(國標中性鹽霧實驗) 

       

      鍍鎳鉻

      一、工藝簡介 

      電沉積鉻的研究始于19世紀50年代,鑒于鍍鉻過程的特殊性,直至1925年前后才研 究出具有實用價值的鍍液和工藝,并開始在工業上獲得廣泛應用,當時使用的鍍液成分一直沿用至今。由于鉻層的良好性能,使鍍鉻一直在電鍍工業中占有重要的地位,并相繼發 展了微裂紋和微孔鉻、黑鉻、松孔鍍鉻、低濃度鍍鉻、三價鉻鍍鉻等。廣泛用于汽車、自 行車、縫紉機、鐘表、儀器儀表,日用五金等零部件。

       

      二、工藝特點 

      1.鎳鉻電鍍的鉻鍍層具有良好的鈍化能力、良好的化學穩定性和反射能力。

      2.表面光澤度高,有較強的裝飾性。

      3.鍍鉻的陰極電流效率十分低,通常只有13%-18%。

      4.鍍液的分散能力甚差,形狀復雜的工件需設計象形陽極或保護陰極,對掛具的要求高。

      5.溫壓和電流密壓是相互制約的,只有嚴格的控制,才能獲得光亮的鉻層。

       

      三、各項性能參數  

      膜厚(μm) 硬度 光澤度 色差 附著力 耐蝕性 

      鍍鎳鉻 10~15 (Cr : 0.2~3)       90°折彎不開裂 24H(國標中性鹽霧實驗)

       

      鍍三價鉻

      一、工藝簡介 

      三價鉻從根本上根除六價鉻的污染與危害,人們早在一百多年前以進行了三價格鍍鉻的研究,提出了不少配方。但是,這些鍍液性能和鍍層質量均存在不少問題,并未投入工業生產。近年來,由于鉻酐對環境污染的日趨嚴重,三價鉻鍍鉻的研究再次引起人們的重視。

       

      二、工藝特點 

      1.可在室溫下操作,不需任何加溫設備。

      2.三價鉻鍍鉻液有比爐好的分散能力和深鍍能力,有利于復雜制件的鍍鉻,也消除了高 電流密度下的燒焦問題。

      3.三價鉻鍍鉻工藝有忍受電鍍電流中斷而不會導致鉻層鈍化的能力。


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