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在電鍍過程中,大多數(shù)鍍液的陰極反應(yīng)除金屬離子的沉積外,還伴隨有氫氣的析出。陰極上析出的氫,在有些情況下,會(huì)導(dǎo)致金屬基體或鍍層出現(xiàn)如下幾種疵病。
(1) 針孔或麻點(diǎn)。氫氣呈氣泡形式粘附在陰極表面上,阻止金屬在這些部位沉積,它只能沉積在氣泡的周圍,如果氫氣泡在整個(gè)電鍍過程中一直停留在陰極表面,則鍍好的鍍層就會(huì)有空洞或貫通的縫隙;若氫氣泡在電鍍過程中粘附得不牢固,而是間歇交替地逸出和粘附,那么這些部位將形成淺坑或點(diǎn)穴,在電鍍工業(yè)中通常稱它為針孔或麻點(diǎn)。氫氣的析出不一定會(huì)造成針孔或麻點(diǎn),如鍍鉻過程中陰極上有大量的氫氣析出,但很少使鉻層產(chǎn)生針孔,只有當(dāng)析出的氫氣能粘附在陰極表面上才會(huì)產(chǎn)生針孔或麻點(diǎn)。
(2) 鼓泡。電鍍后,當(dāng)周圍介質(zhì)的溫度升高時(shí),聚集在基體金屬內(nèi)的吸附氫會(huì)膨脹而使鍍層產(chǎn)生小鼓泡,嚴(yán)重影響著鍍層的質(zhì)量。這種現(xiàn)象在電鍍鋅、鎘、鉛等金屬中尤為明顯。
(3)氫脆。氫離子在陰極還原后,一部分形成氫氣逸出,一部分以原子氫的狀態(tài)滲入基體金屬(尤其是高強(qiáng)度金屬材料)及鍍層中,使基體金屬及鍍層的韌性下降而變脆,這種現(xiàn)象叫做“氫脆”。
氫脆通常表現(xiàn)為應(yīng)力作用下的延遲斷裂現(xiàn)象。出現(xiàn)在汽車彈簧、墊圈、螺釘?shù)儒冧\件中,在裝配之后數(shù)小時(shí)內(nèi)陸續(xù)發(fā)生斷裂,斷裂比例達(dá)40%~50%的事件,還有某設(shè)備鍍鎘件在使用過程中曾出現(xiàn)過批量裂紋斷裂的情況。高強(qiáng)度鋼及彈性零件電鍍工程對(duì)氫脆較為敏感,鍍層金屬中以鉻的吸氫量較大,鐵族金屬次之,鋅最小,其他金屬鍍層的吸氫量則更小,甚至不存在。為消除或減小氫脆的不良影響,可在鍍后進(jìn)行高溫除氫處理。
但是,有一些氫脆并不表現(xiàn)為延遲斷裂現(xiàn)象,如電鍍掛具(鋼絲、銅絲)由于經(jīng)多次電鍍、酸洗和退鍍,滲氫嚴(yán)重,在使用中經(jīng)常出現(xiàn)一折便脆斷的現(xiàn)象;有的淬火零件(內(nèi)應(yīng)力大)在酸洗時(shí)便產(chǎn)生表面裂紋等。對(duì)于這些零件滲氧嚴(yán)重,無需外加應(yīng)力就產(chǎn)生裂紋的情況,再也無法用高溫除氫處理來恢復(fù)其原有的材料性能。
—來源《電鍍手冊(cè)》