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不锈钢镀前如何除氢

发布时间:2023-05-20 12:18:12

① 有几种办法去除氢脆如果不在烘箱烘烤还有其它办法吗

想要去除氢脆也要看是哪种情况:已发生氢脆和未发生氢脆两种情况,应分别对待。
一、已发生氢脆的情况
氢脆一经产生,就消除不了。
二、未发生氢脆的情况
目前处理氢脆的手段就是热处理。
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,必须在电镀完成4h之内,在铬酸盐处理之前进行。如果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掌握不好,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,是非常重要的。
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。因此必须采用低于190℃的温度,适时的保温时间来进行处理。
实际生产中,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一定的,所以零件不可能放置太长时间。

② 氢脆的消除措施

(1)、减少金属中渗氢的数量,必须尽量减少高强度/高硬度钢制紧固件的酸洗,因为酸洗可加剧氢脆。在除锈和氧化皮时,尽量采用喷砂抛丸的方法,若洛氏硬度等于或大于HRC 32的紧固件进行酸洗时,必须在制定酸洗工艺时确保零件在酸中浸泡的时间最长不超过10分钟。并应尽量降低酸液的浓度,并保证零件在酸中浸泡的时间不超过10分钟;在除油时,采用清洗剂或溶剂除油等化学除油方式,渗氢量较少,若采用电化学除油,先阴极后阳极,高强度零件不允许用阴极电解除油;在热处理时,严格控制甲醇和丙烷的滴注量;在电镀时,碱性镀液或高电流效率的镀液渗氢量较少。
(2)、采用低氢扩散性和低氢溶解度的镀涂层一般认为,在电镀Cr、Zn、Cd、Ni、Sn、Pb时,渗入钢件的氢容易残留下来,而Cu、Mo、Al、Ag、Au、W等金属镀层具有低氢扩散性和低氢溶解度,渗氢较少。在满足产品技术条件要求的情况下,可采用不会造成渗氢的涂层,如机械镀锌或无铬锌铝涂层,不会发生氢脆,耐蚀性高,附着力好,且比电镀环保。
(3)镀前去应力和镀后去氢以消除氢脆隐患若零件经淬火、焊接等工序后内部残留应力较大,镀前应进行回火处理,回火消除应力实际上可以减少零件内的陷阱数量,从而减轻发生氢脆的隐患。
⑷、控制镀层厚度,由于镀层覆盖在紧固件表面,镀层在一定程度上会起到氢扩散屏障的作用,这将阻碍氢向紧固件外部的扩散。当镀层厚度超过2.5μm时,氢从紧固件中扩散出去就非常困难了。因此硬度<32HRC的紧固件,镀层厚度可以要求在12μm;硬度≥32HRC的高强度螺栓,镀层厚度应控制在8μmmax。这就要求在产品设计时,必须考虑到高强度螺栓的氢脆风险,合理选择镀层种类和镀层厚度.

③ 除氢处理的避免和消除的措施

1减少金属中渗氢的数量
在除锈和氧化皮时,尽量采用吹砂除锈,若采用酸洗,需在酸洗液中添加若丁等缓蚀剂;在除油时,采用化学除油、清洗剂或溶剂除油,渗氢量较少,若采用电化学除油,先阴极后阳极;在电镀时,碱性镀液或高电流效率的镀液渗氢量较少。
2采用低氢扩散性和低氢溶解度的镀涂层
一般认为,在电镀Cr、Zn、Cd、Ni、Sn、Pb时,渗入钢件的氢容易残留下来,而Cu、Mo、Al、Ag、Au、W等金属镀层具有低氢扩散性和低氢溶解度,渗氢较少。在满足产品技术条件要求的情况下,可采用不会造成渗氢的涂层,如机械镀锌可以,不会发生氢脆,耐蚀性高,附着力好,厚5~100μm,成本低。
3镀前去应力和镀后去氢以消除氢脆隐患
若零件经淬火、焊接等工序后内部残留应力较大,镀前应进行回火处理,减少发生严重渗氢的隐患。
对电镀过程中渗氢较多的零件原则上应尽快去氢,因为镀层中的氢和表层基体金属中的氢在向钢基体内部扩散,其数量随时间的延长而增加。新的国际标准草案规定最好在镀后1h内,但不迟于3h,进行去氢处理。国内也有相应的标准,对电镀锌前、后的去氢处理作了规定。电镀后去氢处理工艺广泛采用加热烘烤,常用的烘烤温度为150~300°C,保温2~24h。具体的处理温度和时间应根据零件大小、强度、镀层性质和电镀时间的长短而定。去氢处理常在烘箱内进行。镀锌零件的去氢处理温度为110~220°C,温度控制的高低应根椐基体材料而定。对于弹性材料、0.5mm以下的薄壁件及机械强度要求较高的钢铁零件,镀锌后必须进行去氢处理。为了防止镉脆,镀镉零件的去氢处理温度不能太高,通常为180~200°C。

不锈钢中含 氢原子吗如何脱去不锈钢中的氢原子

常用的抗氢材料有奥氏体不锈钢、沉淀强化奥氏体合金、低合金钢、铝合金及铜合金等。抗氢钢可选用16MnR(HIC)、15CrMoR(相当于1Cr-0.5Mo)、14Cr1MoR(相当于1.25Cr-0.5Mo)、2Cr-0.5Mo、2.25Cr-1Mo、2.25Cr-1Mo-0.25V、3Cr-1Mo-0.25V等。

氢腐蚀包括:氢鼓包、氢脆和氢蚀。

氢鼓包
定义:氢原子扩散到金属内部(大部分通过器壁),在另一侧结合为氢分子逸出。如果氢原子扩散到钢内空穴,并在该处结合成氢分子,由于氢分子不能扩散,就会积累形成巨大内压,引起钢材表面鼓包甚至破裂的现象称为氢鼓包。低强钢,尤其是含大量非金属夹杂物的钢,最容易发生氢鼓包。
产生氢鼓包的腐蚀环境:介质中通常含有硫化氢、或者砷化合物、或者氰化物、或者含磷离子等毒素。这些介质阻止了放氢反应。
预防措施:消除毒素介质;如果不能消除,选用空穴少的镇静钢,也可采用对氢渗透低的奥氏体不锈钢。或者采用镍衬里、衬橡胶衬里、塑料保护层、玻璃钢衬里等;有时加入缓蚀剂。
体心立方晶格的致密度为0.68(即晶格中有68%的体积被原子所占据,其余为空隙),配位数为8(配位数越大,原子排列越紧密,空隙越小);面心立方晶格和密排六方晶格的致密度为0.74,配位数为12。

氢脆
定义:在高强钢中金属晶格高度变形,氢原子进入金属后使晶格应变增大,因而降低韧性及延性,引起脆化,这种现象为氢脆。氢脆与钢内的空穴无关,所以仅仅靠使用镇静钢无效。
预防措施:选用对氢脆不敏感的材料,如选用含Ni、Mo的合金钢。在制造过程中,尽量避免或减少氢的产生。

氢蚀
定义:在高温高压环境下,氢进入金属内与一种组分或元素产生化学反应使金属破坏,称为氢蚀。如在200℃以上氢进入低强钢内与碳化物反应生成甲烷气体,这种气体占有很大体积使金属内产生小裂缝及空穴,从而使钢变脆,在很小的形变下即破裂。这种破裂没有任何先兆,是非常危险的。
预防措施:选用抗氢钢。可选用16MnR(HIC)、15CrMoR(相当于1Cr-0.5Mo)、14Cr1MoR(相当于1.25Cr-0.5Mo)、2Cr-0.5Mo、2.25Cr-1Mo、2.25Cr-1Mo-0.25V、3Cr-1Mo-0.25V等。抗氢钢中的Cr和Mo能形成稳定的碳化物,这样就减少了氢与碳结合的机会,避免了甲烷气体的产生。
其实氢腐蚀从理论上分成三种,而实际中三种腐蚀几乎同时存在。所以遇到氢腐蚀环境(临氢环境)的设备一般按纳尔逊曲线进行选材,并要引起高度重视。

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