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弹簧去氢查验方法及再去氢处理

弹簧去氢查验方法及再去氢处理
  氢脆是金属由于吸氢而造成材料变脆, 塑性降低, 自行断裂的现象。 材料的这种破裂形式势必造成意想不到的变乱, 对安全形成极大威胁。 随着金属材料的广泛应用, 各国对表面处理中的氢脆现象进行了比力多的研究和试验, 并制订了一些尺度(例如增加去氢处理, 限制高强度钢的电镀, 改进电镀工艺等)来防止零件受到氢脆的破坏。 这里主要介绍去氢处理的查验方法以及防止产生氢脆的再去氢处理方法。
  
  去氢查验方法
  
  零件在电镀过程中, 镀层和基体金属的晶格中往往发生渗氢, 此时零件内应力变大, 塑性降低, 轻易脆断。 为控制电镀工艺过程中可能产生的渗氢, 防止氢脆, 我国制订了 氢脆性的查验方法, 如延时破坏试验。 但这种方法对试样的加工要求较高, 试验时间长, 实际应用有必然的局限性。
  
  实际出产中, 常用的还有模拟试验, 即模拟零件的使用条件, 对被测零件进行疲惫加载试验, 测试零件在使用寿命范围内是否会产生脆断, 来检测是否会产生氢脆。 但是常规的循环疲惫加载周期短, 不足以提供延迟破坏的诱导期, 除非加载周期足够长。
  
  目前国外有一种更简单、 更便利的方法检测去氢效果。 防止氢脆现象的产生, 具体方法如下:
  
  查验用品: 白腊或凡士林。
  
  查验装备: 烧杯(防火容器) , 铁架台, 温度计, 石棉网, 酒精灯。
  
  查验方法: 用烧杯来盛取适量的白腊, 置烧杯于铁架台的石棉网上, 点燃酒精灯加热白腊至完全融化(白腊可将零件全部浸没) 。 用温度计测量白腊液的温度, 使之保持在 160~190℃, 在此温度范围内保持 5min 以去除其所含水分。 被测零件经热皂水去油迹并烘干, 放入白腊液中, 若在 10s 内有气泡产生(氢气在零件表面形成或析出) , 则证实该零件去氢不好或没有去氢, 若没有气泡产生, 则去氢效果好。 也可用凡士林代替白腊, 但温度必需控制在(100±5) ℃内。
  
  再去氢热处理
  
  用以上的去氢查验方法, 如发现零件去氢效果不好, 产生气泡很多时, 零件必需进行再次去氢处理后方可使用。
  
  去氢最常用的处理方法是对零件进行低温热处理, 使氢逸出。 去氢的效果与热处理的温度和时间有关系, 必需在电镀完成 4h 之内, 在铬酸盐处理之前进行。 假如零件已经进行铬酸盐处理, 再去氢这显然是违反正常的工艺流程。 因为此时若再去氢参数把握不好, 会破坏铬酸盐的转化膜, 影响防锈功能。所以选择可行的再去氢温度和时间, 长短常主要的。
  
  通常去氢热处理是零件在 190℃~220℃的烘箱内保温 2h 以上, 不同抗拉强度的材料有不同的保温时间。 但这种方法去氢不完全, 并且做过钝化处理的零件进行再去氢, 会使钝化层损坏, 将彩色的钝化层变为白色, 降低防锈等级。 因此必需采用低于 190℃的温度, 适时的保温时间来进行处理。
  
  实际出产中, 若氢脆现象不严重, 也可采用将零件放置一段时间的时效去氢处理, 但由于电镀零件的防锈期是必然的, 所以零件不成能放置太长时间。
  
  通过出产试验, 我们发现零件在烘箱内 140℃~150℃保温 8h, 然后随炉冷却的方法是比力合适的再去氢方法, 既对钝化层改变不大, 去氢效果也比力好, 具体试验如下:
  
  零件材料为 SWPB 的 φ 1. 7mm 线径琴钢丝, 含碳高达 0. 88%。 金相组织为回火屈氏体,抗拉强度 σ b =2150MPa。 弹簧零件表面镀锌 6μ m, 钝化等级为 2D, 经查验去氢不完全。用不同热处理温度和时间, 在烘箱内进行再去氢试验, 随炉冷却, 对经过处理的零件进行疲惫加载
  
  试验 2 万次和去氢查验,查验记录如下:
  
  从表可看出, 这种材料的零件采用(140~150)℃保温 8h 的再去氢热处理工艺是可行的。材料抗拉强度相差较大的两个零件, 这种再去氢方法也都适用。对线径<2mm, 镀层在 6~12μm 的小型弹簧零件, 在进行钝化前的去氢热处理时, 用上述方法, 也可获得抱负的去氢效果。去氢查验适合于小型弹性电镀零件的氢脆查验。 对于查验不合格的零件进行适当的再去氢处理, 可保证零件的安全使用。

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