斜圈彈簧的表麵處理方法
斜圈彈簧的表麵處(chù)理方法
斜圈彈簧的腐蝕按其反應的類型可(kě)分(fèn)為化學(xué)腐蝕及電化學腐蝕。它們都是彈簧表(biǎo)麵金屬原子的變化或電子得失(shī)變成離子狀態(tài)的結果。
如果彈簧表麵金(jīn)屬隻單純與周圍介質發生化學反應,而彈簧引起腐蝕稱化學腐(fǔ)蝕。例如彈簧在特別幹燥的大(dà)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(shēng)化學變化等,屬於化學腐蝕。
如果彈簧(huáng)與電(diàn)解質溶液接觸,由於微電池的作用而產生的(de)腐蝕叫電化(huà)學腐蝕。例如彈簧與酸性或鹽類溶液接觸(chù),這類溶液都是電解質,由(yóu)於彈簧(huáng)表麵的(de)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(yòu)例如彈簧處在潮濕大氣中,由於(yú)大氣中的水蒸氣在彈簧表麵上凝成水膜或水珠,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(yáng)大氣中的鹽霧等)溶解於水膜(mó)或水珠(zhū)中形成電(diàn)解質(zhì)。再加上彈簧金(jīn)屬的雜質或(huò)缺(quē)陷亦可形成電位差不同的電極,彈簧亦產生電(diàn)解腐蝕。這些(xiē)都屬電化學腐蝕。
彈簧受化學腐(fǔ)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(xué)腐蝕是同時存在的。
彈簧在製造、存(cún)放(fàng)、使用等過(guò)程中,經(jīng)常會遭受周圍介質的腐蝕。由於(yú)彈簧在工作時是(shì)靠彈力發揮作用,彈(dàn)簧被(bèi)腐蝕後彈力會發生改變而(ér)喪失功能。所以防止彈簧的腐蝕可(kě)以保證彈簧的工(gōng)作穩定,並延長其使用壽命。
彈簧的防腐方法一般采用保護層,根據保(bǎo)護層的性質可分為:金屬保護層、化(huà)學(xué)保護層、非金屬保護層和暫時性保護(hù)層等,在(zài)此著重介紹前三種方法。
不鏽鋼彈簧和銅線彈簧本身就具有一定(dìng)防腐能力,所以一般不進行防腐處理。
1、彈(dàn)簧的金(jīn)屬保護層
金(jīn)屬保(bǎo)護層(céng)種類(lèi)很多,就彈簧(huáng)而言,一般是用電鍍金方(fāng)法以獲得(dé)金屬保護層。電鍍(dù)保護層不(bú)但可以保護(hù)不(bú)受(shòu)腐蝕,同時能改善彈簧的外觀。有些電鍍金屬還能改善彈簧的工作(zuò)性能,例如提高表麵硬度,增加抗磨損力,提高熱穩定性(xìng),防止射線腐(fǔ)蝕等。但如果單純為了彈簧的腐蝕,一(yī)般應選用(yòng)電鍍鋅層與電鍍鎘層。
鋅在幹燥的空氣中較安定,幾乎不發生變化,不易變色。在潮濕的空氣中會生成一層氧化鋅或碳式碳酸鋅的白色薄膜。這(zhè)層致密的薄膜可阻止繼續遭受腐蝕。因此鍍鋅層用於彈簧在一般(bān)大氣條件下防腐(fǔ)蝕保護層(céng)。凡與硫酸、鹽酸、苛性鈉等溶液相接觸,以及在三氧化硫(liú)等氣氛的潮濕空氣中工作的彈簧,均不宜用鋅鍍層。
一般鍍鋅層後經鈍化處理,鈍化可提高鍍(dù)層的保(bǎo)護(hù)性(xìng)能和增加表麵美觀。
在海洋性或高溫的大氣中,以及與海水接觸的(de)彈簧,在70°C熱水中使用的彈(dàn)簧(huáng),鎘比較安定,耐腐蝕性能較強。鎘鍍層比鋅鍍層光亮美觀、質軟、可塑性比鋅好,鍍層氫脆性小,適宜於彈簧(huáng)作(zuò)保護層。但鎘稀少、價昂貴、且鎘鹽毒性大,對環境汙染很厲(lì)害。因此,在使用上受到限製。故大多數隻在航空(kōng)、航海及電(diàn)子工業所用的彈簧才使用鎘鍍層作保護層。
為了提高鎘鍍層的(de)防蝕性能,可(kě)在鍍後進行鈍化處理(lǐ)。
鋅與鎘鍍層(céng)的厚度決定著保(bǎo)護能力的高低。厚度的大小一般應根(gēn)據使用時工(gōng)作(zuò)環境來選擇,鍍鋅層硬度推薦在6~24μm範圍內選取;鍍鎘層厚度推薦在6~12μm範(fàn)圍內選取。
彈(dàn)簧的鍍鋅和鍍鎘是(shì)在(zài)氰化(huà)電解(jiě)液中進行的。在電(diàn)鍍過程中,除鍍上鋅(xīn)或鎘外,還有一部分還原的氫滲透入到鍍層和基(jī)體金屬的晶格中去,造成內應力,使彈簧上的鍍層和彈簧變脆,也叫(jiào)氫脆。由於彈(dàn)簧(huáng)材料的(de)強度很高,再加上彈簧成形時的變(biàn)形很大,因此,對氫脆特(tè)別敏(mǐn)感,如不及時去氫,往往會造成彈簧的斷裂。為(wéi)了消 除電鍍過程中產生的一些缺陷,改善彈簧的物理化學性能,延長彈簧的使用壽命,提(tí)高鍍層的抗蝕能力,必須進行鍍後處理,即(jí)除(chú)氫處(chù)理(lǐ)。除氫處理(lǐ)是在電鍍(dù)後,立即或者在幾小時之內進(jìn)行。將電鍍後的彈簧在200~215°C的(de)溫度中,加熱1~2h(或2h以上,如果時間過長容易產生鉻(gè)脆),即可達到除(chú)氫的目的。
除氫一般在烘箱中(zhōng)進行。除氫效果與溫度、時間、電鍍後(hòu)的停留時間等有關。一般來(lái)說,溫(wēn)度高、加熱時間長,鍍(dù)後停頓時間短,其(qí)除氫效果就好。故對彈簧除氫溫度選擇可高一些。
金屬保護層,除上述的鍍鋅和鍍鎘外,還(hái)有鍍銅、鍍鉻、鍍鎳、鍍錫、鍍銀、鍍鋅鈦合金等,彈簧設計者(zhě)可根據(jù)彈簧工作的場合選擇鍍層。