不銹鋼鍍鉻液有機(jī)添加劑新工藝
信息來(lái)源:求和不銹鋼 時(shí)間:2018-12-20 14:43:50 瀏覽次數(shù):-
不銹鋼能耐大氣、水、海水、酸及其它腐蝕介質(zhì)的腐蝕,化學(xué)穩(wěn)定性高,已廣泛應(yīng)用于航空、航天、電子、石油和化工等工業(yè)。但不銹鋼表面硬度較低(300 ~400HV),耐磨性較差,為滿(mǎn)足現(xiàn)代制造業(yè)發(fā)展的需要,要求對(duì)不銹鋼進(jìn)行電鍍鉻,而鍍鉻液的電流效率較低、分散能力和覆蓋能力也較差。要改善鍍鉻液的電流效率、分散能力和覆蓋能力,克服傳統(tǒng)鍍鉻液在電鍍時(shí)要求溫度高的問(wèn)題,筆者在總結(jié)鍍鉻工藝成功經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,在鍍液中加入有機(jī)添加劑,成功開(kāi)發(fā)了在室溫(20°C)條件下的不銹鋼電鍍鉻的新工藝,所得鍍層結(jié)晶細(xì)致,光亮平滑,結(jié)合性能好。
1試驗(yàn)方法1.1試驗(yàn)材料和工藝流程8奧氏體不銹鋼薄片(尺寸為30mmX15mmX0.46mm)。
工藝流程:打磨―水洗―化學(xué)除油水洗浸蝕水洗除掛灰水洗活化處理水洗電鍍鉻水洗-烘干-鍍層質(zhì)量檢驗(yàn)。
1.2鍍液組成根據(jù)有關(guān)報(bào)道的常用添加劑配方1 ~41,以常規(guī)鍍鉻工藝為基礎(chǔ)(CiO3250g/LH2SO42.5g/L,Cr3+3g/L,在60°C溫度下,電流密度為30A/dm2,電鍍時(shí)間60min)151,加入如表1所示的添加劑。
1.3鍍層性能測(cè)試?yán)肵T16A型光學(xué)顯微鏡測(cè)定鍍層厚度;用日本產(chǎn)的MVKH3硬度測(cè)試儀觀察鍍層表面和橫截面的組織形貌,并測(cè)定鍍層的硬度。采用彎曲試驗(yàn)和熱震試驗(yàn)對(duì)鍍層的附著力進(jìn)行檢驗(yàn),彎曲試驗(yàn)將試樣反復(fù)彎折90°直至斷裂,鍍層如果無(wú)脫落為合格;熱震試驗(yàn)將試樣放在SX2- 10箱式電阻爐表1鍍鉻電解液添加劑的配方項(xiàng)目配方序號(hào)溴化鉀,g/L氟化鈉,g/L丁二酸,g/L甲醛,g/L甘氨酸,g/L糖精,g/L無(wú)氨磺酸,g/L基水楊酸,g/L表2不同添加劑對(duì)鍍層質(zhì)量的影響項(xiàng)目配方序號(hào)鍍層外觀光亮燒焦灰暗燒焦光亮灰暗燒焦附著力合格不合格合格不合格孔隙率,個(gè)/cm2硬度,HV中加熱到300°Q保溫20min,取出后迅速投入冷水中驟冷,反復(fù)10次,鍍層無(wú)起皮、無(wú)起泡脫落等為合格。耐蝕性能的測(cè)定根據(jù)GB5935 -1986《輕工廣品金屬鍍層的孔隙率測(cè)試方法》,采用貼濾紙的方法測(cè)試鍍鉻層的孔隙率。
為了防止在焊縫金屬表面生成氧化層,研制的金屬芯焊絲通過(guò)對(duì)配方的精細(xì)調(diào)整,加人了一定量的特種活性劑,其主要成分為氧化物和脫氧劑。該活性劑一方面能與液態(tài)熔渣中的氧優(yōu)先結(jié)合以抑制其它元素(如鉻)的氧化作用,防止焊縫表面形成氧化膜,避免培渣在焊縫表面產(chǎn)生外延共生的礦物體所形成的尖晶石結(jié)構(gòu);另一方面還可增加渣的松脆程度,從而可改善脫渣性能。此外,該活性劑在高溫時(shí)可發(fā)生晶型轉(zhuǎn)換,即在焊接冷卻過(guò)程中,從正方晶系晶體轉(zhuǎn)變?yōu)榱庑蜗稻w,產(chǎn)生相變過(guò)程,原子重新排序,并伴有體積的變化,從而產(chǎn)生了相變應(yīng)力,與溶渣結(jié)晶過(guò)程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力相疊加,促使熔渣產(chǎn)生橫向裂紋,成塊脫落,見(jiàn)圖lb.觀結(jié)構(gòu)為多孔狀,氣孔數(shù)量多,尺寸大,結(jié)構(gòu)較為疏松,因而培渣內(nèi)部的結(jié)合力比熔渣與焊縫金屬界面間的結(jié)合力小,在載荷的作用下,往往是揸殼內(nèi)部率先碎裂,一層薄渲與金屬界面之間牢牢粘結(jié)在一起,形成所謂的“黑皮”現(xiàn)象。GDMA308焊絲熔渣內(nèi)部氣孔數(shù)量少,尺寸小,其宏觀結(jié)構(gòu)則較為致密,且在熔渣內(nèi)部產(chǎn)生橫向裂紋,焊后造成熔渣分段整體脫落,脫渣性得到改善。從微觀上看,H0Cr21Nil0焊絲熔渣中棒束狀組織、枝狀體組織尺寸較大,冷卻時(shí)收縮引起的應(yīng)力較大,對(duì)脫渣有利;GDMA308焊絲熔渣中細(xì)棒狀組織交錯(cuò)密集,體積小,方向性較強(qiáng),熔渣凝固結(jié)晶時(shí),也容易引起較大的整體收縮應(yīng)力,促使熔渣整體脫落,提篼了焊縫的脫渣性。
焊接工藝參數(shù)對(duì)焊縫成形系數(shù)的影響焊接奧氏體不銹鋼時(shí),不能使用過(guò)大的熱輸人,一般所需的熱輸人比低碳鋼低20%30%.過(guò)篼的焊接熱輸人會(huì)造成焊縫開(kāi)裂,抗蝕性能變差,變形嚴(yán)重和接頭力學(xué)性能改變,因此,適宜采用小規(guī)范參數(shù)和較快的速度進(jìn)行不銹鋼的焊接。由表1和可見(jiàn),H0Cr21Nil0焊絲的熔寬較寬,熔深較淺,而GDMA308焊絲熔寬較窄,熔深較深,后者的成形系數(shù)略小于前者,焊縫深而窄,可保證焊縫的充分焊透,還可使母材兩側(cè)的無(wú)效加熱區(qū)和焊縫熱影響區(qū)減小。這與GDMA308為金屬芯焊絲有關(guān),在焊接電流相同的條件下,其電流密度比實(shí)芯焊絲的大,因而焊絲電弧能量分布梯度大,電弧軸線(xiàn)附近的能量密度篼,電弧力大,焊縫呈深而窄的形狀,也就是說(shuō),實(shí)際焊接時(shí),GDMA308焊絲可用比實(shí)芯焊絲更小焊接電流的影響較大,這是因?yàn)榻饘傩竞附z外圍包覆鋼皮,導(dǎo)電面積小,焊接電流變化時(shí),通過(guò)的電流密度變化比實(shí)芯焊絲的明顯。
田3H0O21Nil0焊絲和GDMA308絲焊接接頭宏現(xiàn)形tt田2H0Cr21Nil0和GDMA308象絲熵澶微觀形tt的焊接電流或更快的焊接速度。此外,由也可見(jiàn),隨著焊接電流的增加,GDMA308焊絲焊縫的熔深變化要比H0Cr21Nil0稍大,說(shuō)明金屬芯焊絲受50 4結(jié)論(1)所研制的GDMA308金屬芯焊絲的力學(xué)性能符合GB/T17853*要求,抗晶間腐蝕性能周海,等:40Cr鋼表面低溫氣體碳、氮、氧多元共滲層的摩擦學(xué)性能用的增強(qiáng)和減弱,摩擦因數(shù)有升有降,在11min左右趨于穩(wěn)定(約為。
703),約為經(jīng)過(guò)多元共滲處理試樣摩擦因數(shù)的2倍。由b清楚可見(jiàn),原始試樣磨損機(jī)理表現(xiàn)為較嚴(yán)重的撕裂和塊狀髹片脫落,同時(shí)出現(xiàn)嚴(yán)重的犁溝和粘著,并出現(xiàn)點(diǎn)蝕剝落,可以歸結(jié)為嚴(yán)重的粘著磨損和疲勞磨損。與經(jīng)過(guò)處理試樣相比,犁溝多而深,不規(guī)則的碎片和髹片很多,說(shuō)明經(jīng)過(guò)多元共參處理后試樣的耐磨性能顯著提篼。
結(jié)論利用低溫氣體多元共滲技術(shù)在40Cr鋼表面可形成均勻的由疏松層、白亮層和過(guò)渡層組成的滲層。共滲工藝為620‘CX4h,共滲時(shí)間短,溫度低,滲層厚度約為340Mm.加熱溫度一定時(shí),滲層厚度隨保溫時(shí)間的延長(zhǎng)而增大。
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