鍍鎳層針孔故障原因分析及對(duì)策

　　重點(diǎn)從基體缺陷、鍍前清洗、電鍍過(guò)程三個(gè)方面分析了油缸活塞桿鍍鎳層針孔故障產(chǎn)生原因及解決方法。

引言

　　油缸活塞桿電鍍過(guò)程中， 鍍鎳層針孔故障是比較令人頭痛的問(wèn)題之一，這些散布的大小不同的針孔，會(huì)使鍍層的耐蝕性急劇下降， 因此需要?jiǎng)冸x鍍層重新電鍍。然而，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)指出，鍍層光亮性越高，針孔故障越明顯， 故一般鍍層經(jīng)過(guò)拋光以后才能觀察到針孔故障的存在，這不僅使電鍍一次合格率降低，并增加電鍍和拋光成本。因此， 探討針孔故障的形成原因及解決方法，對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低產(chǎn)品加工成本至關(guān)重要�，F(xiàn)將我廠在消除針孔故障方面取得的一些經(jīng)驗(yàn)歸納如下，供同行參考。

1、工藝流程

　　油缸活塞桿電鍍鎳工藝流程如圖1 所示。

2、原因分析及對(duì)策

　　針孔的形成一是因?yàn)榛�體本身存在缺陷， 一是因?yàn)闅怏w、油類物質(zhì)或者固體顆粒等在鍍件上的滯留，如果上述物質(zhì)滯留在基體上， 形成全針孔， 滯留在鍍層上，形成半針孔。下面重點(diǎn)從基體、鍍前清洗、電鍍過(guò)程三個(gè)方面討論鍍層針孔形成的原因及對(duì)策。

圖1 油缸活塞桿電鍍鎳工藝流程

　　2.1、基體本身存在缺陷

　　基體表面的缺陷會(huì)直接導(dǎo)致電鍍后針孔故障的出現(xiàn)，如基體表面存在砂眼、麻點(diǎn)、點(diǎn)銹等，電鍍過(guò)程中，該缺陷部位會(huì)強(qiáng)烈析氫而沉積不上鍍層。另外，活塞桿在電鍍前，會(huì)經(jīng)過(guò)耳環(huán)焊接工序，在焊接后會(huì)造成桿體表面的燒傷、焊道氧化層，一些細(xì)微的缺陷后續(xù)處理未徹底清除掉，電鍍時(shí)在這些缺陷部分就不能電鍍上，造成針孔。

　　處理方法：電鍍前對(duì)工件外觀進(jìn)行仔細(xì)檢查，對(duì)存在缺陷的工件進(jìn)行重新磨削、拋光等處理，如果缺陷無(wú)法彌補(bǔ)則不能進(jìn)行電鍍;加強(qiáng)工件電鍍前的防銹，可以在工件上涂抹15%的堿液或者碳酸鈉溶液， 嚴(yán)格控制磨光、拋光及電鍍工序間的轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)間。

　　2.2、前處理

　　1)工件清洗不良

　　對(duì)于油缸活塞桿來(lái)說(shuō)，經(jīng)過(guò)機(jī)加工、磨、拋光等工序后，耳環(huán)油口、中心孔等部位會(huì)留有探傷用油脂、潤(rùn)滑油等各種油污， 在后續(xù)清洗過(guò)程中油污流下會(huì)造成槽液的污染，電鍍過(guò)程中會(huì)造成針孔故障。處理方法：對(duì)鍍前活塞桿進(jìn)行人工清洗，并針對(duì)不同的部位采用不同的清洗方法，油口、中心孔等難清洗部位可采用強(qiáng)力清洗劑進(jìn)行清洗。

　　2)清洗水受污染

　　活塞桿的鍍前清洗過(guò)程一般包括化學(xué)除油→水洗→電解除油→水洗過(guò)程， 如果水洗槽中存在油污或者清洗水中有Cr6+，在后續(xù)的鍍鎳過(guò)程中就會(huì)出現(xiàn)針孔故障，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成鍍層脫落。

　　處理方法：一是加強(qiáng)工件的鍍前清洗;二是根據(jù)清洗水的體積保證足夠的溢流流速，并定期進(jìn)行更換;鎳鉻共用掛具是鉻雜質(zhì)混入槽液的主要途徑， 但是由于鎳層易鈍化，鎳鉻共用掛具是不可避免的，特別是自動(dòng)生產(chǎn)線，因此必須加強(qiáng)工裝的清洗，使用雙氧水+清水兩道清洗，可取得較好的清洗效果。

　　3)活化液中存在雜質(zhì)離子

　　在工件電鍍過(guò)程中，導(dǎo)電棒多采用銅塊，而銅塊的缺點(diǎn)是易遭受腐蝕而產(chǎn)生銅綠， 如果浸入酸性活化液就會(huì)產(chǎn)生Cu2+，在后續(xù)的鍍鎳過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)針孔故障。處理方法：在導(dǎo)電銅塊上電鍍鎳，增強(qiáng)其耐蝕性，但是此方法的缺點(diǎn)增加了觸電電阻。為避免該問(wèn)題，應(yīng)增加導(dǎo)電銅塊日常管理，經(jīng)常用濕布擦拭，要保持導(dǎo)電銅塊的清潔度，并且導(dǎo)電銅塊不能浸入槽液中去。

　　2.3、電鍍過(guò)程控制

　　(1)鍍鎳主要陰極反應(yīng)為Ni2++2e-→Ni，2H++2e-→H2，氫氣滯留在活塞桿表面就會(huì)造成針孔故障的產(chǎn)生。因此， 電鍍鎳過(guò)程要對(duì)鍍液行攪拌并添加表面活性劑。如果攪拌不夠劇烈或者添加劑含量偏低，氫氣不能及時(shí)析出，就會(huì)產(chǎn)生針孔。特別是進(jìn)行大桿徑活塞桿電鍍時(shí)，一定要確保上述條件滿足電鍍要求。循環(huán)過(guò)濾機(jī)漏氣使空氣泡滯留在鍍件表面也會(huì)造成針孔故障。

　　處理方法： 用表面張力計(jì)定期測(cè)試鍍鎳液中表面活性劑含量，保證其含量在規(guī)定范圍內(nèi);對(duì)設(shè)備和管道進(jìn)行定期點(diǎn)檢，保證空氣攪拌正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

　　(2)鍍件在機(jī)加工和拋光過(guò)程中的油，行車、飛鈀上的潤(rùn)滑油，不潔凈的攪拌空氣帶入造成的污染，以及有機(jī)添加劑的分解，使鍍液中油類物質(zhì)增加，漂浮在液面上，粘附在工件表面，輕則出現(xiàn)針孔，重則造成鍍層結(jié)合力差，甚至大面積起皮。

　　處理方法：使用連續(xù)過(guò)濾或定期過(guò)濾，過(guò)濾時(shí)除加入濾芯外，還應(yīng)加入炭棒，以吸附鍍液中的微量油脂和其他有機(jī)物質(zhì)，同時(shí)起助濾作用;定期使用3～5g/L 活性炭對(duì)槽液進(jìn)行大處理， 然后通過(guò)赫爾槽試驗(yàn)調(diào)整添加劑含量。

　　(3)空氣中的灰塵、開(kāi)裂的陽(yáng)極袋中的泥渣、鍍液中鐵、鈣等雜質(zhì)過(guò)多而生產(chǎn)的沉淀物，以及大處理槽液后未除凈的活性炭顆粒等，在電鍍過(guò)程中，由于空氣攪拌懸浮的顆粒沖擊鍍件表面， 阻礙鍍層沉積， 形成針孔。

　　處理方法： 使用循環(huán)過(guò)濾機(jī)或鍍液凈化機(jī)對(duì)鍍液進(jìn)行循環(huán)過(guò)濾，消除固體顆粒和雜質(zhì)離子;對(duì)補(bǔ)充水進(jìn)行除雜處理，降低其電導(dǎo)率，避免鈣離子過(guò)多造成鍍液中沉淀積累。

　　(4)在正常生產(chǎn)情況下，鍍鎳液的pH 值是不斷上升的，界面的氫氧根濃度不斷增加，如果增加到一定程度， 就會(huì)產(chǎn)生氫氧化鎳沉淀物， 該沉淀與鎳發(fā)生共沉積，易產(chǎn)生針孔。

　　解決方法： 每天用精密pH 試紙對(duì)鍍鎳液進(jìn)行測(cè)試，根據(jù)pH 值高出程度，加入定量3%的稀硫酸進(jìn)行調(diào)整。

　　2.4、其他原因

　　此外，工件存在不當(dāng)、陰極電流密度太大、鍍液中硼酸含量太少、鍍液溫度偏高或偏低等都有可能造成針孔故障的出現(xiàn)。

3、結(jié)論

　　本文重點(diǎn)介紹了油缸用活塞桿電鍍過(guò)程中產(chǎn)生針孔故障的主要原因及解決方法， 盡量保持電鍍操作環(huán)境清潔、加強(qiáng)工件的鍍前清洗、鍍液日常管理，定期進(jìn)行設(shè)備點(diǎn)檢、槽液成分化驗(yàn)，針孔是可以避免的。