前言
軸瓦是發動機中的關鍵零件,由于發動機的轉速高,負荷較大,因此,對鍍層的結合力要求較高。
鋁化學活性高,表面非常容易氧化,即使將表面氧化層去除,短時間內又會形成新的氧化膜,所以鋁合金軸瓦電鍍要比銅鉛合金軸瓦的困難。
電鍍工藝流程:
去油→酸洗→浸鋅→鍍鎳→電鍍鉛錫
鋁合金軸瓦電鍍容易產生鍍層結合力不良缺陷。筆者將鋁合金軸瓦電鍍所碰到的鍍層結合力不良的典型故障和解決方法與同行一起探討。
1故障事例
1.1前處理不良
1.1.1故障現象
(1)鍍層表面起泡,經結合力測試,起泡部分鍍層剝落,露出鋁合金基體。
(2)鍍層表面光滑,但經結合力測試,鍍層局部剝落,露出鋁合金基體。
1.1.2產生原因及解決方法
一般出現鍍層結合力不良的缺陷,其原因都在前處理。當堿洗和酸洗液濃度不在工藝范圍,或去油液溫度低于工藝范圍,或酸洗液中雙氧水濃度不足時都會造成鍍層結合力不良。應定期分析溶液,及時添加,保證溶液成分在工藝范圍內。
1.2浸鋅后鍍鎳不及時
1.2.1故障現象
浸鋅后當流水線行車定位不準時,鎳陽極頂住夾具,使工件不能順利到位及時進行鍍鎳,造成鉛錫鍍層大面積麻點。經結合力測試,鍍層全部剝落。
1.2.2產生原因及解決方法
(1)由于鋁合金表面易氧化,使鎳層不易鍍覆,所以在鍍鎳前要先浸鋅作為結合層,浸鋅后要在1min內進行鍍鎳,否則,浸鋅層會退除,從而造成鉛錫層大面積麻點,影響鍍層結合力。
(2)浸鋅液過濃、太稀或成分比例不當;或工藝條件不當,浸鋅層不均勻或結晶粗大、太厚;或浸鋅后未及時電鍍,均會造成鍍鎳結合力差。
應及時調整或更換浸鋅液,嚴格按工藝條件操作,浸鋅后要在1min內進行鍍鎳。
1.3溫度變化
1.3.1故障現象
每年從12月～次年2月,鍍層容易產生結合力不良缺陷。從6月～9月,鍍層表面開始起毛。通過顯微鏡可以看到鍍層表面有小的微氣泡,但經結合力測試,又未發現鍍層剝落現象。
1.3.2產生原因及解決方法
我們連續兩年發現此現象。檢查每個工序,發現浸鋅液在冬季溫度低于15℃時,浸鋅層不均勻夏季溫度超過35℃,浸鋅層容易退除。因此,我們在浸鋅槽中加入溫控裝置,將浸鋅液溫度控制在15～25℃,解決了此問題。
1.4鍍鉛錫合金前活化不良
1.4.1故障現象電鍍后經結合力測試,局部鍍層剝落,但鎳層與基體結合良好。
1.4.2產生原因及解決方法
在鍍鉛錫合金前,必須經過活化處理,使鎳層與鉛錫層結合良好。但由于活化液中含有機物,使鍍層結合力變差,因此,需用活性炭處理。
同時在電鍍鉛錫合金時,工件必須帶電入槽,否則,也會出現鉛錫層和鎳層結合不良。
2其它故障
2.1鍍層表面有氣流痕跡
2.1.1故障現象
電鍍后鍍層表面出現淡淡的由下而上的氣流痕跡,嚴重時有觸感。
2.1.2產生原因及解決方法
(1)鍍液中有機物污染,需用活性炭連續過濾1～2班次。
(2)在電鍍前的機加工工序后,軸瓦兩平面和對接平面留有毛刺、粗糙面和刃邊,因此,在鍍前應檢驗,去除。
(3)清洗不良,需延長清洗時間或更換清洗水或檢查清洗槽空氣攪拌是否正常。
2.2軸瓦鋁合金材料質量引起的故障
2.2.1故障現象
電鍍后軸瓦鍍層表面有零星的橫針孔。
2.2.2產生原因及解決方法
由于產生量較大,我們認為是鍍鎳液有雜質引起的。因此,根據常規的方法對鍍鎳液進行處理。然而,處理了兩個班次后,鍍層表面仍存在橫針孔。隨后我們將產生缺陷的軸瓦拿去鏜,當鏜去鍍層后,再鏜去20μm的鋁合金層后,發現在鋁合金表面有很小的凹坑。我們再試驗用有凹坑的軸瓦電鍍,在鍍層表面亦出現了明顯的凹坑。最后我們更換了合金材料,解決了此問題。
