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壓鉚螺母緊固件氫脆原因與去氫方法

來源：zf-lidar.cn         發布時間：2023-10-26
  氫(qing)(qing)脆是制造業(ye)中經常遇到的(de)問題(ti)。氫(qing)(qing)脆是緊固(gu)件(jian)(jian)(jian)產品鉚螺(luo)母(mu)、螺(luo)柱、螺(luo)釘表面(mian)處理中Z嚴重的(de)質(zhi)量隱患(huan)之一。析氫(qing)(qing)嚴重的(de)零(ling)件(jian)(jian)(jian)在使用過程中可能會斷裂，造成嚴重事故。技(ji)術(shu)人員須掌握(wo)鉚螺(luo)母(mu)、螺(luo)柱、螺(luo)釘等緊固(gu)件(jian)(jian)(jian)表面(mian)處理避免(mian)和消除(chu)氫(qing)(qing)脆的(de)技(ji)術(shu)，將氫(qing)(qing)脆的(de)影響降到Z低。
  氫脆通(tong)常(chang)(chang)表現為(wei)鋼(gang)的(de)塑性(xing)顯著下降，脆性(xing)急劇增加，在靜載荷下經過(guo)一段時(shi)間后趨于(yu)破裂(lie)(lie)。汽車彈簧、墊(dian)圈、螺絲、鋼(gang)板(ban)彈簧等鍍鋅零件(jian)。一旦出現，它(ta)們在組(zu)裝后的(de)幾個小時(shi)內相繼斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)，斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)比例(li)達到(dao)40% ~ 50%。某特種產品(pin)鍍鎘零件(jian)在使(shi)用過(guo)程中(zhong)出現了(le)大量的(de)裂(lie)(lie)紋和斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)，組(zu)織(zhi)了(le)全國范圍的(de)研究(jiu)，制(zhi)定了(le)嚴格的(de)除(chu)氫工藝。此外，有些(xie)氫脆并不表現出延(yan)遲斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)現象。如電鍍掛架(鋼(gang)絲、銅絲)由于(yu)反復電鍍和酸(suan)洗(xi)退(tui)鍍，滲氫嚴重，使(shi)用中(zhong)折疊時(shi)常(chang)(chang)發生脆斷(duan)(duan)；獵槍(qiang)精鍛用的(de)芯軸(zhou)，多次鍍鉻后，掉在地(di)上(shang)斷(duan)(duan)了(le)；有些(xie)淬火零件(jian)(內應力大)酸(suan)洗(xi)時(shi)會(hui)開裂(lie)(lie)。這些(xie)部位(wei)滲氫嚴重，沒有外力就會(hui)產生裂(lie)(lie)紋，脫氫不再能恢復原(yuan)來(lai)的(de)韌(ren)性(xing)。
  延遲斷裂(lie)現象是由(you)于零件中的(de)(de)氫(qing)向應(ying)力集(ji)中部(bu)位的(de)(de)擴(kuo)(kuo)(kuo)散(san)和(he)(he)聚集(ji)造成(cheng)(cheng)的(de)(de)，應(ying)力集(ji)中部(bu)位有許多金屬缺陷。當氫(qing)擴(kuo)(kuo)(kuo)散(san)到(dao)(dao)這些缺陷時，氫(qing)原(yuan)子(zi)變(bian)成(cheng)(cheng)氫(qing)分子(zi)，產生巨大的(de)(de)壓力，與材(cai)料(liao)內部(bu)的(de)(de)殘余應(ying)力和(he)(he)材(cai)料(liao)受到(dao)(dao)的(de)(de)外部(bu)應(ying)力形成(cheng)(cheng)合(he)(he)力。當這個(ge)合(he)(he)力超過材(cai)料(liao)的(de)(de)屈服強(qiang)度(du)時，就會導致斷裂(lie)。由(you)于氫(qing)脆(cui)與氫(qing)原(yuan)子(zi)的(de)(de)擴(kuo)(kuo)(kuo)散(san)有關(guan)，擴(kuo)(kuo)(kuo)散(san)需要時間，擴(kuo)(kuo)(kuo)散(san)速度(du)與濃度(du)梯度(du)、溫度(du)、材(cai)料(liao)類型(xing)有關(guan)。因(yin)此，氫(qing)脆(cui)通常表現為延遲斷裂(lie)。
  避免和消除(chu)氫脆的措施(shi)
  1.減少氫在金屬中的滲透量(liang)。
  除銹除鱗時，盡量用(yong)(yong)吹砂(sha)除銹。如果(guo)采(cai)用(yong)(yong)酸(suan)洗(xi)，應在(zai)酸(suan)洗(xi)液中(zhong)(zhong)加入羅丹明等(deng)緩(huan)蝕劑。脫(tuo)脂時采(cai)用(yong)(yong)化(hua)學脫(tuo)脂、清洗(xi)劑或(huo)溶劑除油，透氫(qing)量小。如果(guo)使(shi)用(yong)(yong)電(dian)化(hua)學脫(tuo)脂，首先(xian)是(shi)陰，然后是(shi)陽；在(zai)電(dian)鍍(du)過(guo)程中(zhong)(zhong)，從堿性(xing)鍍(du)液或(huo)高電(dian)流(liu)效率鍍(du)液中(zhong)(zhong)滲透的氫(qing)量較少。
  2.采用低氫擴散率和(he)低氫溶解度的鍍層。

  一(yi)般(ban)認為，電鍍(du)鉻、鋅、鎘(ge)、鎳、錫、鉛(qian)時，滲入(ru)鋼件的(de)氫(qing)(qing)容易殘留，而銅、鉬、鋁(lv)、銀、金(jin)(jin)、鎢(wu)等金(jin)(jin)屬(shu)鍍(du)層氫(qing)(qing)擴散(san)率低(di)、氫(qing)(qing)溶解度低(di)，氫(qing)(qing)滲透較(jiao)少。在(zai)滿(man)足(zu)產品技術要求的(de)情況(kuang)下，可以使用不(bu)會引(yin)起透氫(qing)(qing)的(de)涂層。比如(ru)達克羅涂層可以代(dai)替鍍(du)鋅，不(bu)會引(yin)起氫(qing)(qing)脆，耐腐蝕性提高7-10倍，附著力好，膜厚6-8um，相當于(yu)薄鍍(du)鋅層，不(bu)會影響裝配。

鉚釘螺柱廠家

  3.鍍(du)前(qian)去(qu)應(ying)力，鍍(du)后除氫(qing)，消除氫(qing)脆(cui)隱患。
  如果零件(jian)的鉚釘螺(luo)(luo)柱、螺(luo)(luo)母和螺(luo)(luo)栓經過(guo)淬(cui)火、焊接(jie)等工藝后內部殘余(yu)應力較(jiao)大，則應在電鍍前對鉚釘螺(luo)(luo)柱、螺(luo)(luo)母和螺(luo)(luo)栓緊(jin)固件(jian)進(jin)行(xing)回火處理，以減少(shao)嚴重滲氫的隱患。
  原則(ze)上(shang)，電(dian)鍍(du)時(shi)(shi)(shi)滲氫(qing)(qing)(qing)(qing)較多的(de)(de)部位應(ying)(ying)盡(jin)快(kuai)脫氫(qing)(qing)(qing)(qing)，因為(wei)鍍(du)層中(zhong)(zhong)的(de)(de)氫(qing)(qing)(qing)(qing)和表面基(ji)體(ti)金屬中(zhong)(zhong)的(de)(de)氫(qing)(qing)(qing)(qing)都在(zai)向鋼基(ji)體(ti)中(zhong)(zhong)擴散(san)，其數量隨時(shi)(shi)(shi)間(jian)而(er)(er)增加。新(xin)的(de)(de)國際標準草案規定(ding)“Z好(hao)在(zai)鍍(du)后(hou)(hou)1小時(shi)(shi)(shi)內(nei)脫氫(qing)(qing)(qing)(qing)，但不得(de)晚于3小時(shi)(shi)(shi)”。我國也(ye)有(you)相應(ying)(ying)的(de)(de)標準，規定(ding)了電(dian)鍍(du)鋅(xin)前后(hou)(hou)的(de)(de)除(chu)氫(qing)(qing)(qing)(qing)處(chu)(chu)理(li)。電(dian)鍍(du)后(hou)(hou)除(chu)氫(qing)(qing)(qing)(qing)工藝中(zhong)(zhong)廣泛采用熱烘烤。常見的(de)(de)烘烤溫(wen)度(du)(du)(du)為(wei)150 ~ 300℃，保(bao)溫(wen)時(shi)(shi)(shi)間(jian)為(wei)2 ~ 24h。具(ju)體(ti)的(de)(de)處(chu)(chu)理(li)溫(wen)度(du)(du)(du)和時(shi)(shi)(shi)間(jian)應(ying)(ying)根據(ju)零件(jian)的(de)(de)尺(chi)寸(cun)、強(qiang)度(du)(du)(du)、鍍(du)層性(xing)(xing)能和電(dian)鍍(du)時(shi)(shi)(shi)間(jian)而(er)(er)定(ding)。脫氫(qing)(qing)(qing)(qing)處(chu)(chu)理(li)通常在(zai)烘箱(xiang)中(zhong)(zhong)進行。鍍(du)鋅(xin)件(jian)的(de)(de)脫氫(qing)(qing)(qing)(qing)溫(wen)度(du)(du)(du)為(wei)110 ~ 220℃，溫(wen)度(du)(du)(du)控制水平應(ying)(ying)視(shi)基(ji)體(ti)材(cai)料(liao)而(er)(er)定(ding)。對于彈性(xing)(xing)材(cai)料(liao)、0.5mm以下的(de)(de)薄壁件(jian)和機械強(qiang)度(du)(du)(du)要(yao)求高(gao)的(de)(de)鋼件(jian)，鍍(du)鋅(xin)后(hou)(hou)須(xu)除(chu)氫(qing)(qing)(qing)(qing)。為(wei)防止“鎘脆”，鍍(du)鎘零件(jian)的(de)(de)脫氫(qing)(qing)(qing)(qing)溫(wen)度(du)(du)(du)不宜過高(gao)，一(yi)般為(wei)180 ~ 200℃。
  需要注意的問題
  材料的強度越大，對氫脆的敏感(gan)性就越大，這是表面處理(li)技術人員在(zai)規范電(dian)鍍(du)工藝時須明確的一個基(ji)本概念(nian)。按(an)照國際標(biao)準，抗拉強度σ b > 105 kg2的鋼材應在(zai)鍍(du)前施加(jia)預應力，鍍(du)后脫氫。
  由于(yu)鋼的(de)(de)(de)強度和(he)硬(ying)(ying)度有(you)很好的(de)(de)(de)對(dui)應關系，所(suo)以用材(cai)料硬(ying)(ying)度來判(pan)斷材(cai)料的(de)(de)(de)氫脆敏感性比(bi)用強度更直(zhi)觀、更方便。因為一張產品圖紙和(he)加(jia)工工藝都要(yao)標注鋼材(cai)硬(ying)(ying)度。在電鍍(du)(du)中(zhong)，我們發現(xian)鋼的(de)(de)(de)硬(ying)(ying)度在HRC38左右(you)時(shi)(shi)開始出現(xian)氫脆斷裂的(de)(de)(de)危(wei)險。高于(yu)HRC43的(de)(de)(de)零件(jian)，鍍(du)(du)后要(yao)考(kao)慮除氫處理。當硬(ying)(ying)度在HRC60左右(you)時(shi)(shi)，鋼件(jian)表(biao)面處理后須立即脫(tuo)氫，否則(ze)鋼件(jian)會(hui)在幾小時(shi)(shi)內開裂。

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