鍍鉻工具銹蝕與應對方法

蔣青谷

（桂林廣陸數(shù)字測控有限公司，廣西桂林541004）

鍍鉻工具銹蝕與應對方法

蔣青谷

（桂林廣陸數(shù)字測控有限公司，廣西桂林541004）

鉻是一種略帶藍色的銀白色金屬，在空氣中，鉻很容易氧化而生成一層很薄的致密氧化膜。這層膜有很好的機械強度，并且透明，使金屬鉻能長時間保持光澤。鉻的化學穩(wěn)定性較好，很多酸對它不起作用，且具有硬度高、耐磨、反光性能好的特征，這是許多金屬不能與之相比的，所以鍍鉻工藝被廣泛地應用在工業(yè)產(chǎn)品和日用產(chǎn)品的裝飾及保護等方面。但鍍鉻工藝有其固有的特性，鍍鉻層存在細微孔隙和裂紋，不能起到對基體材料的絕對保護作用，針對鍍鉻工具發(fā)生銹蝕及鉻層脫落等問題進行研究分析，并提出應對的工藝方法和措施，確保鍍鉻層對工具的有效保護。

鍍鉻；銹蝕；方法

鉻是一種略帶藍色的銀白色金屬，在空氣中，鉻很容易氧化而生成一層很薄的致密氧化膜。這層膜有很好的機械強度，并且透明，使金屬鉻能長時間保持光澤。鉻的化學穩(wěn)定性較好，很多酸對它不起作用，且具有硬度高、耐磨、反光性能好的特征[1]，這是許多金屬不能與之相比的，所以鍍鉻工藝被廣泛地應用在工業(yè)產(chǎn)品和日用產(chǎn)品的裝飾及保護等方面。但鍍鉻工藝有其固有的特性，鍍鉻層存在細微孔隙和裂紋，不能起到對基體材料的絕對保護作用，本文針對鍍鉻工具發(fā)生銹蝕及鉻層脫落等問題進行研究分析，并提出應對的工藝方法和措施，確保鍍鉻層對工具的有效保護。

1 鍍鉻工具銹蝕的原因分析

首先從鍍鉻層的固有特性分析，鍍鉻層的固有特性是存在細微孔隙和裂紋，鉻鍍層遇到潮濕天氣中的水分或使用中接觸到的水及腐蝕性液體即會通過鉻層孔隙滲到基體金屬表面，使鉻、鐵形成局部微電池，從而形成電化學腐蝕或直接腐蝕[2]，腐蝕產(chǎn)物即是鐵銹，鐵銹通過鉻層的孔隙或裂紋溢出表面，形成銹點，隨著時間的延續(xù)，腐蝕會沿基體金屬的側(cè)向擴展，結(jié)果遍及整個工件表面，嚴重的則造成表面缺陷處的鉻層剝落，如圖1所示。

圖1 鍍鉻層細微裂紋和孔隙特性及其銹蝕圖片

2 鍍層銹蝕形式

對發(fā)生銹蝕工具分析研究發(fā)現(xiàn)銹蝕情況主要有下列形式：

2.1 麻點狀銹蝕

這類銹蝕多是鍍鉻工藝本身形成的細微孔隙處首先發(fā)生腐蝕所致。細微孔隙其直徑一般直徑小的僅0.02～0.03 mm，大的可達0.4～0.5 mm，其分布密度高。通常鍍硬鉻要避免這類細微孔隙是比較困難的，但如果能將細微孔隙的尺寸、數(shù)量、分布密度限制在一定的范圍內(nèi)，則對鍍鉻件的耐蝕性有很大的幫助[3]。

一般規(guī)定細微孔隙的尺寸不得大于0.2 mm，每100 mm長度上針孔的數(shù)目不得超過五個，并且相鄰兩針孔的間距不得小于10 mm[3].鍍鉻麻點狀銹蝕發(fā)生及擴散圖如圖2所示。

圖2 鍍鉻麻點狀銹蝕發(fā)生及擴散圖

2.2 網(wǎng)狀或線狀銹蝕

這類銹蝕多是鍍鉻工藝本身形成的細微裂紋處首先發(fā)生腐蝕所致。如果工件在鍍鉻前表面加工時形成了較大的表面殘余張應力，或鍍鉻時工藝參數(shù)控制不當，則鍍層內(nèi)的殘余張應力會相當大，甚至超過鉻層材料的斷裂強度極限，形成細微裂縫。這種裂縫的形狀可以是網(wǎng)狀的，也可能是十字分叉線狀的，這種細微裂紋很容易導致鍍鉻件的銹蝕[3]。鍍鉻網(wǎng)狀或線狀銹蝕發(fā)生及擴散圖如圖3所示。

圖3 鍍鉻網(wǎng)狀或線狀銹蝕發(fā)生及擴散圖

3 提高鍍鉻工具耐銹蝕性能的應對方法

3.1 鍍前處理

（1）鍍前工具表面的粗糙度值盡可能小，最好能達到Ra0.4～0.2 μm[2]，并且表面不得有任何劃痕、擦傷，同時應盡量用小的精加工進刀量，以便降低表面機械加工的殘余張應力，有助于防止鍍鉻層開裂。

（2）鍍鉻面的邊緣銳邊、銳角必須倒鈍。

（3）鍍鉻面范圍內(nèi)有孔眼的最好先將孔眼堵塞住，防止出現(xiàn)孔邊緣鍍層薄或無鍍層現(xiàn)象[2]。

（4）加強對工具鍍鉻面去油及去鈍化膜處理，提高鍍層結(jié)合力。

3.2 鍍鉻工藝

（1）只有當鉻層無孔隙或裂紋時，鍍層才具有較高的防腐蝕能力。為了提高鉻層的防腐蝕能力，采用復合鍍鉻工藝，對工具基體金屬處先鍍一層低硬度的無孔鉻；然后再鍍一層硬鉻，該外層硬鉻盡管仍可能有孔隙或細微裂縫存在，但無法穿透底層鉻深及基體金屬，這樣復合鍍鉻工具既耐腐蝕又耐磨。

（2）工具進鍍槽后，先進行陽極處理，使受鍍表面活化。并且鍍硬鉻時，電流密度要從零開始逐漸增大到工藝值，以免鉻層內(nèi)產(chǎn)生過大的內(nèi)應力，影響鉻層間的結(jié)合強度。

（3）鍍前對工具施加沖擊電流及工具預熱也能提高鉻層結(jié)合力。沖擊電流為正常電流的兩倍左右，時間一般在1～2 min[2].

3.3 鍍后處理

（1）鍍后需進行精加工的工具，設計工藝余量盡可能小些，最好能控制0.02～0.04 mm（單邊），這樣能有效防止鍍層因為機械加工導致裂紋產(chǎn)生。

（2）要對鍍后工具及時進行除氫處理可減小鉻層脆性，防止裂紋產(chǎn)生，同時保證結(jié)合力。應視基體金屬材料的不同來確定溫度，一般放入溫度為200～350℃烘箱，保溫除氫2～3 h，以避免發(fā)生鉻層氫脆裂紋產(chǎn)生和工具氫脆裂紋[1]。

（3）電鍍后，對除氫結(jié)束的工具，在下工序加工前及時進行鍍鉻面封閉劑封閉處理。鍍鉻封閉劑能有效地把鍍鉻層固有的細微孔隙和裂紋填充起來，隔絕了基體金屬與空氣中水汽、水分和腐蝕液體的接觸，防止了腐蝕發(fā)生。封閉劑本身有良好抗腐蝕性和高附著力，干燥后形成透明光亮膜層，對裝飾性鍍層表面光亮度提高1～2個等級，色澤經(jīng)久不衰。

4 產(chǎn)品鍍鉻防腐質(zhì)量檢查

對走序完成的成品鍍鉻面進行防腐性能檢查，抽檢一些工具對鍍鉻面進行鹽霧測試，用鹽霧測試機參數(shù)：室溫35°±2°，氯化鈉溶液PH值6.5～7.2，噴霧的量控制為80 cm2，每小時的沉降量為1～2 ml，時間為8 h不起紅銹為合格[1]。

5 結(jié)束語

工具電鍍后能獲得較好的防護效果和裝飾效果，但鍍鉻層的固有特性是存在顯微孔隙和裂紋，不能起到對工具的絕對保護，實踐生產(chǎn)運用對比說明：合適的電鍍前處理工藝、電鍍中工藝及電鍍后處理措施，能使鍍層獲得更好的附著力、耐銹蝕性能等防護效果。

參考文獻：

[1]陳亞.現(xiàn)代實用電鍍技術(shù)[M].北京：國防工業(yè)出版社，2003.

[2]胡如南，陳松褀.實用鍍鉻技術(shù)[M].北京：國防工業(yè)出版社，2005

[3]張益方.鍍鉻活塞桿的銹蝕及其對策[J].上海第二工業(yè)大學學報，1999（1）：1-64.

The Method and Measures About the Chromium Plating Tool Corrosion Process

JIANG Qing-gu
（Guilin Guanglu Measuring Instrument Co.，Ltd.，Guilin Guangxi 541004，China）

The chromium is a kinds of slightly blue and silvery white metal，in the air，the chromium generate a very thin layer of dense oxide film easily.The oxide film has good mechanical strength，and transparent，make metal chromium can keep luster long.The chromium chemical stability is good，a lot of acid on it doesn’t work，and has high hardness，wear resistance and good property of reflective characteristics，many metals can not be compared with it，so the chromium plating technology is widely used in the decoration and protection of industrial products and daily products，etc.But the chromium plating technology has its inherent characteristics，the chromium plating layer has microscopic pore and crack，cannot protect the base material absolute effect.The purpose of this article is to study of chromium plating tool produce such as corrosion and chromium layer falls off problem，and put forward process method and measures，to ensure that the chromium plating layer effective protection the tools.

chromium plating；corrosion；method

TG178

A

1672-545X（2017）03-0111-03

2016-12-13

蔣青谷（1977-），男，廣西桂林靈川人，工程師，技術(shù)中心副主任，研究方向為測量技術(shù)及其工藝、機電產(chǎn)品研發(fā)與設計。