一、概述
當今大飛機、大型發(fā)電設備、汽車、高速火車、大型船舶、大型成套設備等為代表的先進制造已將進入重要的發(fā)展方向。由此,緊固件將進入重要的發(fā)展階段。高強度螺栓用于重要機械的連接,反復的拆裝或各式的安裝扭矩法對高強度螺栓要求極高。因此,對其表面狀況及螺紋精度的好壞,將直接影響主機的使用壽命及安全。為了改善摩擦系數(shù),避免在使用過程中出現(xiàn)銹蝕、咬死或卡住,技術(shù)要求規(guī)定其表面應進行鎳磷鍍處理。鍍層厚度保證在0.02~0.03mm范圍內(nèi),鍍層均勻,致密、無針孔等。
螺栓材料為:18Cr2Ni4W、25Cr2MoV鋼;螺栓規(guī)格:M27~M48。由于該類鋼容易在表面形成一層鈍化膜,而此鈍化膜將使螺栓不能獲得附著力良好的化學鎳磷層,所以必須采取特殊的前處理措施將膜先行除去,并且應采取措施阻止其再生成,才能保證鍍后的鍍層與基體之間具有良好的結(jié)合力。同時由于該螺栓幾何尺寸大,都給鎳磷鍍處理及過程的品質(zhì)檢測增加了難度。
二、工藝流程與質(zhì)控要點
2.1工藝流程
高強度螺栓鎳磷鍍的工藝流程鎳磷鍍由三部分組成,第一部分是前處理工序,包括高強度螺栓鍍前的精度和外觀檢查、手工除油、浸泡除油、酸洗、電活化和閃鍍鎳等工序;第二部分化學鍍鎳處理工序;第三部分是后處理工序,包括驅(qū)氫熱處理、拋光和成品檢查等工序。如下:螺栓化學成分檢查→螺栓鍍前精度、外觀檢查→手工除油→外觀檢查→浸泡除油→熱水洗→冷水洗→酸洗→冷水洗→電活化→冷水洗→閃鍍鎳→冷水洗→去離子水洗→化學鍍鎳→去離子水洗→冷水洗→驅(qū)氫→拋光→成品檢查。
2.2前處理工藝
前處理工藝是決定高強度螺栓鎳磷鍍質(zhì)量的關(guān)鍵工序,此工序的目的是去除螺栓表面鈍化層并阻止鈍化膜的再生。該工序的執(zhí)行狀況直接決定了基體與鍍層結(jié)合的好壞程度。針對生產(chǎn)中出現(xiàn)的質(zhì)量事故大部分是由于魯栓前處理不良造成。在施鍍前必須認真地除盡螺栓表面附著的油污、銹跡和氧化皮;與電鍍的區(qū)別是應更仔細檢驗,對處理不凈的螺栓絕對不允許鍍覆。
?、俾菟ǖ臋z查;目測檢查螺栓表面質(zhì)量,要求任何加工留下的毛刺必須去除,尖銳的棱角邊緣須倒圓。②手工除油;保證基體表面無油漬。③浸泡除油;將螺栓放入堿水煮以去除表面油污。④酸洗;為防止堿性除油溶液污染閃鍍鎳鍍槽,在閃鍍鎳前用酸洗液進行電活化處理。⑤電活化;用酸溶液進行電活化處理。⑥閃鍍鎳;對低合金鋼都應該采用閃鍍鎳,以增加鍍層與基體之間的結(jié)合強度。
2.3化學鍍鎳
該化學鍍鎳溶液要求使用壽命在兩個月,使用溫度在75~90℃,PH值在7~9。①溫度;施鍍溫度對沉積速度和磷合量影響較大,隨著溫度升高,鍍液沉積速度呈指數(shù)規(guī)律上升,鍍層磷含量略有降低。②PH值的影響;隨著PH值的升高,沉積速度加快,鍍層中含磷量降低,反之,沉積速度降低,則磷含量升高。鍍層中含磷量的高低決定著鍍層物理性能和抗腐蝕性。含磷量高,鍍層抗蝕性能越好。
2.4后處理工藝
鎳磷鍍后處理包括驅(qū)氫、拋光兩個主要工序。
?、衮?qū)氫;按有關(guān)標準的規(guī)定,鍍后驅(qū)氫溫度為200±10℃,處理時間2h。200℃有利于消除氫脆,松弛內(nèi)應力,提高鍍層與基體的結(jié)合力,改善鍍層的耐腐蝕性能。②拋光;拋光的螺栓外觀光亮,但為更好地提高鍍層質(zhì)量,平整微小的痕跡,得到光亮似鏡面的表面,需用拋光機拋光鍍層。