彈簧的表面處理
發(fā)布時間：2020-02-26 13:52:33來源：
如果彈簧表面金屬只單純與周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，而彈簧引起腐蝕稱化學(xué)腐蝕。例如彈簧在特別干燥的大氣中氧化生成氧化膜，以及彈簧在非電解質(zhì)液體中與該液體或該液體中的雜質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化等，屬于化學(xué)腐蝕。
如果彈簧與電解質(zhì)溶液接觸，由于微電池的作用而產(chǎn)生的腐蝕叫電化學(xué)腐蝕。例如彈簧與酸性或鹽類溶液接觸，這類溶液都是電解質(zhì)，由于彈簧表面的缺陷或雜質(zhì)等原因而形成電位差不同的電極以致彈簧不斷受到電解腐蝕；又例如彈簧處在潮濕大氣中，由于大氣中的水蒸氣在彈簧表面上凝成水膜或水珠，加上大氣中的腐蝕性氣體（如工業(yè)廢氣中的二氧化硫和硫化氫或海洋大氣中的鹽霧等）溶解于水膜或水珠中形成電解質(zhì)。再加上彈簧金屬的雜質(zhì)或缺陷亦可形成電位差不同的電極，彈簧亦產(chǎn)生電解腐蝕。這些都屬電化學(xué)腐蝕。
彈簧受化學(xué)腐蝕是少量的、緩慢的，而受電化學(xué)腐蝕是主要的、普遍的。但一般來講化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕是同時存在的。
彈簧在制造、存放、使用等過程中，經(jīng)常會遭受周圍介質(zhì)的腐蝕。由于彈簧在工作時是靠彈力發(fā)揮作用，彈簧被腐蝕后彈力會發(fā)生改變而喪失功能。所以防止彈簧的腐蝕可以保證彈簧的工作穩(wěn)定，并延長其使用壽命。
彈簧的防腐方法一般采用保護層，根據(jù)保護層的性質(zhì)可分為：金屬保護層、化學(xué)保護層、非金屬保護層和暫時性保護層等，在此著重介紹前三種彈簧表面處理方法。
不銹鋼彈簧和銅線彈簧本身就具有一定防腐能力，所以一般不進行防腐處理。
彈簧的金屬保護層
金屬保護層種類很多，就彈簧而言，一般是用電鍍金方法以獲得金屬保護層。電鍍保護層不但可以保護不受腐蝕，同時能改善彈簧的外觀。有些電鍍金屬還能改善彈簧的工作性能，例如提高表面硬度，增加抗磨損力，提高熱穩(wěn)定性，防止射線腐蝕等。但如果單純?yōu)榱藦椈傻母g，一般應(yīng)選用電鍍鋅層與電鍍鎘層。
鋅在干燥的空氣中較安定，幾乎不發(fā)生變化，不易變色。在潮濕的空氣中會生成一層氧化鋅或碳式碳酸鋅的白色薄膜。這層致密的薄膜可阻止繼續(xù)遭受腐蝕。因此鍍鋅層用于彈簧在一般大氣條件下防腐蝕保護層。凡與硫酸、鹽酸、苛性鈉等溶液相接觸，以及在三氧化硫等氣氛的潮濕空氣中工作的彈簧，均不宜用鋅鍍層。
一般鍍鋅層后經(jīng)鈍化處理，鈍化可提高鍍層的保護性能和增加表面美觀。
在海洋性或高溫的大氣中，以及與海水接觸的彈簧，在70°C熱水中使用的彈簧，鎘比較安定，耐腐蝕性能較強。鎘鍍層比鋅鍍層光亮美觀、質(zhì)軟、可塑性比鋅好，鍍層氫脆性小，最適宜于彈簧作保護層。但鎘稀少、價昂貴、且鎘鹽毒性大，對環(huán)境污染很厲害。因此，在使用上受到限制。故大多數(shù)只在航空、航海及電子工業(yè)所用的彈簧才使用鎘鍍層作保護層。
為為了了提高鎘鍍層的防蝕性能，可在鍍后進行鈍化處理。
鋅與鎘鍍層的厚度決定著保護能力的高低。厚度的大小一般應(yīng)根據(jù)使用時工作環(huán)境來選擇，鍍鋅層硬度推薦在6~24μm范圍內(nèi)選?。诲冩k層厚度推薦在6~12μm范圍內(nèi)選取。
彈簧的鍍鋅和鍍鎘是在氰化電解液中進行的。在電鍍過程中，除鍍上鋅或鎘外，還有一部分還原的氫滲透入到鍍層和基體金屬的晶格中去，造成內(nèi)應(yīng)力，使彈簧上的鍍層和彈簧變脆，也叫氫脆。由于彈簧材料的強度很高，再加上彈簧成形時的變形很大，因此，對氫脆特別敏感，如不及時去氫，往往會造成彈簧的斷裂。為了消除電鍍過程中產(chǎn)生的一些缺陷，改善彈簧的物理化學(xué)性能，延長彈簧的使用壽命，提高鍍層的抗蝕能力，必須進行鍍后處理，即除氫處理。除氫處理是在電鍍后，立即或者在幾小時之內(nèi)進行。將電鍍后的彈簧在200~215°C的溫度中，加熱1~2h（或2h以上,如果時間過長容易產(chǎn)生鉻脆），即可達到除氫的目的。
除氫一般在烘箱中進行。除氫效果與溫度、時間、電鍍后的停留時間等有關(guān)。一般來說，溫度高、加熱時間長，鍍后停頓時間短，其除氫效果就好。故對彈簧除氫溫度選擇可高一些。
金屬保護層，除上述的鍍鋅和鍍鎘外，還有鍍銅、鍍鉻、鍍鎳、鍍錫、鍍銀、鍍鋅鈦合金等，彈簧設(shè)計者可根據(jù)彈簧工作的場合選擇鍍層。
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