弹簧的保护层
金属保护层的种类很多,但对于弹簧来说,通常采用电镀来获得金属保护层。 电镀保护层不仅可以防止腐蚀,还可以增强弹簧的外观。 一些电镀金属还可以提高弹簧的工作性能,如增加表面硬度、提高耐磨性、提高热稳定性、防止辐射腐蚀等。 但如果单纯为了弹簧的腐蚀,通常需要使用电镀锌层和电镉电镀层。
锌在干燥空气中比较稳定,变化不大,不易变色。 在潮湿的空气中,会形成一层氧化锌或碳式碳酸锌的白色薄膜。 这种致密的薄膜可防止进一步腐蚀。 因此镀锌层用于弹簧在一般大气条件下防腐蚀保护层。 所有与硫酸、盐酸和苛性钠等溶液接触的弹簧,以及在三氧化硫等潮湿空气中工作的弹簧,均不宜用锌镀层。
一般镀锌层镀后进行钝化处理,钝化增加了镀层的保护性能,改善了表面的外观。
在海洋性或高温的大气中,以及与海水接触的弹簧,在70℃热水中使用的弹簧,镉比较安定,耐腐蚀性能较强。 镉镀层比锌镀层更光亮美观,质量比锌镀层更柔软质软、可塑性比锌好,镀层氢脆性小,最适宜于弹簧作保护层。但镉是稀少、价昂贵、且镉盐毒性大,会造成严重的环境污染。 因此,我们限制了它的使用。 因此大多数仅用于航空、航海和电子行业所用的弹簧才使用镉镀层作保护层。
为了提高镀镉的耐腐蚀性,镀后可进行钝化处理。
锌与镉镀层的厚度决定着保护能力的高低。厚度的大小一般应根据使用时工作环境来选择,镀锌层厚度推荐在6~24/μm范围内选取;镀镉层厚度推荐在6~12μm范围内选取。
弹簧的锌和镉电镀是用氰化物电解液中进行的。在电镀过程中,除镀上锌或镉外,还有一部分还原的氢渗入到镀层和基体金属的晶格中去.造成内应力,使弹簧上的镀层和弹簧变脆,也叫氢脆。由于弹簧材料强度高,再加上弹簧成形时的变形很大,因此对氢脆特别敏感,如果不及时去氢,弹簧往往会断裂。为了消除电镀过程中产生的一些缺陷,改善弹簧的物理化学性能,延长弹簧的使用寿命,提高镀层的耐腐蚀性能,需要进行镀后处理,即除氢处理。电镀后进行除氢处理。立即或者在几小时之内进行。将电镀弹簧加热至200-215℃温度中,加热1~2h(或2h以上),即可达到除氢的目的。
除氢通常在烘箱中进行。 除氢效果与电镀后的温度、时间、电镀后的停留时间等有关。 一般来说,温度越高,加热时间越长,镀后的静置时间越短,除氢效果就越高。 因此弹簧脱氢温度的选择可以更高一些。
金属保护层除上述镀锌、镉镀外,还有镀铜、镀铬、镀镍、镀锡、镀银、镀钛合金等。 弹簧设计者可根据弹簧的工作的场合选择镀层。