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手持式鍍層測厚儀廠家分析鍍層脫落種類及原因

 發布時間:2018-01-19 點擊量:2214
 一、鍍層脫落的種類
 
  電鍍金剛石工具在使用過程中,由于使用條件如磨削力大小、溫升、工件的撞擊等原因,會造成含有金剛石的金屬鍍層與鋼基體分離的現象,這就是鍍層脫落。鍍層脫落一般是局部脫落,鍍層一次性全剝離的現象少見。在實際使用過程中,手持式鍍層測厚儀廠家總結鍍層脫落的情形大致有如下三種:
 
(1)鍍層脫落至基體表面:即含金剛石的金屬鍍層和不含金剛石的金屬底鍍層同時與鋼基體分離。
(2)層脫落至金屬底鍍層:即不含金剛石的金屬底鍍層與鋼基體未分離,只是含金剛石的金屬鍍層與金屬底鍍層剝離。
(3)含金剛石的金屬鍍層中鍍層金屬層狀分離:含金剛石的金屬鍍層在使用過程中,與工件接觸部分的鍍層金屬不是正常磨耗,而是非正常地成片或粉末狀脫落,金剛石不是全部脫落,而是局部粒狀脫落。這種現象不易引起注意,造成的后果是制品壽命較短,往往會給人一種鍍層金屬把持力或耐磨性不佳的假象。排除加厚時鍍層燒焦和鍍層金屬耐磨性差等因素,工具在正常使用過程中,金剛石顆粒脫落直觀表現為工具表面有連續成片較大的孔洞時,應是此類鍍層的脫落。
 
二、鍍層脫落的原因
 
  電鍍金剛石工具在制造過程中牽涉多道工序,任何一道工序進行得不充分,都會造成鍍層脫落。
 
1、鍍前處理的影響
 
  鋼基體在進入電鍍槽之前的處理工序稱之為鍍前處理。鍍前處理包括:機械拋光、除油、浸蝕及活化等步驟。鍍前處理的目的是去除基體表面上的毛刺、油污、氧化膜、銹和氧化皮,以暴露基體金屬使金屬晶格正常生長,形成分子間的結合力。如果鍍前處理不好,基體表面有很薄的油膜和氧化膜,基體金屬的金屬晶格就不能充分暴露,就會妨礙鍍層金屬與基體金屬形成分子間的結合力,僅僅是機械鑲嵌作用,結合力差。因此,鍍前處理不良是造成鍍層脫落的主要原因。
 
2、鍍液的影響
 
  鍍液的配方直接影響鍍層金屬的種類、硬度、耐磨性,配合不同的工藝參數還可控制鍍層金屬結晶的粗細、致密度以及鍍層內應力的大小。對于電鍍金剛石工具的生產而言,絕大部分采用鎳或鎳-鈷合金,若不考慮鍍液雜質的影響,影響鍍層脫落的因素有:
 
(1)內應力的影響鍍層內應力是在電沉積過程中產生的,溶液中的添加劑及其分解產物和氫氧化物均會增加內應力。這種應力是在電鍍過程中鍍層受到一些沉積因素的影響,引起晶格缺陷所致。特別是某些金屬離子和有機添加劑的作用,會顯著增加鍍層的內應力。鍍層內應力有宏觀應力和微觀應力兩類。宏觀應力表現在將一金屬薄片進行單面電鍍,薄片受鍍層內應力影響而產生彎曲。微觀應力則主要通過提高鍍層硬度表現出來。
  宏觀應力能引起鍍層在貯存、使用過程中產生氣泡、開裂、脫落等現象。
  對于電鍍鎳或鎳-鈷合金而言,不同的鍍液組成,內應力相差懸殊,氯化物含量越高,內應力越大。對于主鹽為硫酸鎳的鍍液而言,瓦特類鍍液內應力均小于其他類鍍液。通過添加有機光亮劑或應力消除劑,可顯著減小鍍層的宏觀內應力而增加其微觀內應力。不同的工藝組合,如電流密度、PH值、溫度,可以使同種鍍液的鍍層具有不同的內應力。因此,要減少內應力的影響必須嚴格控制鍍液的工藝范圍,這樣才能保證鍍層的內應力在工藝要求的范圍內。
 
(2)析氫的影響在任何電鍍液中,不論其PH值如何,由于水分子的離解,永遠存在一定量的氫離子。因此,在條件適當的情況下,無論在酸性、中性或堿性的電解液中進行電鍍,在陰極上與金屬析出的同時,往往有氫氣析出。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滲入基體金屬及鍍層中。使晶格扭曲,造成很大的內應力,也使鍍層顯著變形。此時,雖然從外觀上看不出缺陷,但它的機械性能是不合格的。工具在使用過程中,當周圍介質的溫度升高時,聚集在基體金屬或鍍層金屬內的吸附氫會膨脹而使鍍層產生鼓泡、脫落的現象。
  電鍍鎳,陰極電流效率為95%時,只有5%為析氫反應。但是若溫度過高,PH值過低,各組分不當均會使析氫加劇。因此,如何控制電鍍時的析氫反應以控制鍍層內應力是一個值得探討的問題。
 
3、電鍍過程的影響
 
  若排除電鍍液的成分及其他工藝控制方面的影響,電鍍過程中的斷電是造成鍍層脫落的一個重要原因。
 
  電鍍金剛石工具的電鍍生產過程與其他類型的電鍍有著較大的區別。電鍍金剛石工具的電鍍過程包括空鍍(打底)、上砂、加厚過程。在各個過程中都存在著基體離開鍍液,即或長或短的斷電的可能。比如說空鍍一定時間后,需觀察底鎳的質量及金剛石在基體上是否均勻分布;上述過程中若上砂有植砂和卸砂步驟,卸砂有時需要離開鍍槽,在另一槽內進行;加厚過程中觀察金剛石覆蓋率是否到位等等。短時間斷電,對鍍層影響不大,若斷電時間過長,鍍層金屬表面就會在瞬間生成一層致密的氧化膜,使隨后進行的電沉積金屬原子不能沿著原有的金屬晶格生長,影響兩者的結合力。工具在使用過程中,外作用力大于這兩層間的結合力時,此兩層之間的層與層的分離是不可避免的。因此,采用更為合理的工藝、工序也可減少鍍層脫落現象的出現。

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