首先，我們要了解的是在任何電鍍溶液中,由于水分子的離解,總或多或少地存在一定數量的氫離子。因此,電鍍過程中,在陰極析出金屬(主反應)的同時,伴有氫氣的析出(副反應)。析氫的影響是多方面的,其中最主要的是氫脆。氫脆是表面處理中最嚴重的質量隱患之一,析氫嚴重的零件在使用過程中就可能斷裂,造成嚴重的事故。蝶形彈簧表面處理技術人員必須掌握避免和消除氫脆的技術,以使氫脆的影響降低到最低限度。
氫脆現象——氫脆通常表現為應力作用下的延遲斷裂現象。曾經出現過汽車彈簧、墊圈、螺釘、片簧等鍍鋅件,在裝配之后數小時內陸續(xù)發(fā)生斷裂,斷裂比例達40%～50%。某特種產品鍍鎘件在使用過程中曾出現過批量裂紋斷裂,曾組織過全國性攻關,制訂嚴格的去氫工藝。另外,蝶形彈簧的有一些氫脆并不表現為延遲斷裂現象,例如:電鍍掛具(鋼絲、銅絲)由于經多次電鍍和酸洗退鍍,滲氫較嚴重,在使用中經常出現一折便發(fā)生脆斷的現象;獵槍精鍛用的芯棒,經多次鍍鉻之后,墮地斷裂;有的淬火零件(內應力大)在酸洗時便產生裂紋。這些
蝶形彈簧墊圈零件滲氫嚴重,無需外加應力就產生裂紋,再也無法用去氫來恢復原有的韌性。
氫脆機理——延遲斷裂現象的產生是由于蝶形彈簧零件內部的氫向應力集中的部位擴散聚集,應力集中部位的金屬缺陷多(原子點陣錯位、空穴等)。氫擴散到這些缺陷處,氫原子變成氫分子,產生巨大的壓力,這個壓力與材料內部的殘留應力及材料受的外加應力,組成一個合力,當這合力超過材料的屈服強度,就會導致斷裂發(fā)生。氫脆既然與氫原子的擴散有關,擴散是需要時間的,擴散的速度與濃差梯度、溫度和材料種類有關。因此,氫脆通常表現為延遲斷裂。 氫原子具有最小的原子半徑,容易在鋼、銅等金屬中擴散,而在鎘、錫、鋅及其合金中氫的擴散比較困難。鍍鎘層是最難擴散的,鍍鎘時產生的氫,最初停留在鍍層中和鍍層下的金屬表層,很難向外擴散,去氫特別困難。經過一段時間后,氫擴散到金屬內部,特別是進入金屬內部缺陷處的氫,就很難擴散出來。常溫下氫的擴散速度相當緩慢,所以需要即時加熱去氫。溫度升高,增加氫在鋼中的溶解度,過高的溫度會降低材料的硬度,所以鍍前去應力和鍍后去氫的溫度選擇,必須考慮不致于降低材料硬度,不得處于某些鋼材的脆性回火溫度,不破壞鍍層本身的性能。
