在任何電鍍?nèi)芤褐谐笊鳎捎谒肿拥碾x解魁胁，總或多或少地存在一定數(shù)量的氫離子吩翻。因此曼刀，電鍍過(guò)程中，在陰極析出金屬(主反應(yīng))的同時(shí)滤萝，伴有氫氣的析出(副反應(yīng))殷宴。析氫的影響是多方面的，其中最主要的是氫脆夭掸。氫脆是表面處理中最嚴(yán)重的質(zhì)量隱患之一译快，析氫嚴(yán)重的零件在使用過(guò)程中就可能斷裂喊傻，造成嚴(yán)重的事故。表面處理技術(shù)人員必須掌握避免和消除氫脆的技術(shù)攻内，以使氫脆的影響降低到最低限度褂磕。
氫脆到底是個(gè)啥？
1 氫脆現(xiàn)象
氫脆通常表現(xiàn)為應(yīng)力作用下的延遲斷裂現(xiàn)象匪傍。曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò)汽車彈簧您市、墊圈、螺釘役衡、片簧等鍍鋅件茵休，在裝配之后數(shù)小時(shí)內(nèi)陸續(xù)發(fā)生斷裂，斷裂比例達(dá)40%～50%手蝎。某特種產(chǎn)品鍍鎘件在使用過(guò)程中曾出現(xiàn)過(guò)批量裂紋斷裂榕莺，曾組織過(guò)全國(guó)性攻關(guān)，制訂嚴(yán)格的去氫工藝棵介。另外钉鸯，有一些氫脆并不表現(xiàn)為延遲斷裂現(xiàn)象，例如：電鍍掛具(鋼絲鞍时、銅絲)由于經(jīng)多次電鍍和酸洗退鍍亏拉，滲氫較嚴(yán)重，在使用中經(jīng)常出現(xiàn)一折便發(fā)生脆斷的現(xiàn)象;獵槍精鍛用的芯棒逆巍，經(jīng)多次鍍鉻之后及塘，墮地?cái)嗔?有的淬火零件(內(nèi)應(yīng)力大)在酸洗時(shí)便產(chǎn)生裂紋。這些零件滲氫嚴(yán)重厚较，無(wú)需外加應(yīng)力就產(chǎn)生裂紋坊蜂，再也無(wú)法用去氫來(lái)恢復(fù)原有的韌性。
2 氫脆機(jī)理
延遲斷裂現(xiàn)象的產(chǎn)生是由于零件內(nèi)部的氫向應(yīng)力集中的部位擴(kuò)散聚集蚤岗，應(yīng)力集中部位的金屬缺陷多(原子點(diǎn)陣錯(cuò)位卢俯、空穴等)。氫擴(kuò)散到這些缺陷處变硬，氫原子變成氫分子氢熏，產(chǎn)生巨大的壓力，這個(gè)壓力與材料內(nèi)部的殘留應(yīng)力及材料受的外加應(yīng)力粱宝，組成一個(gè)合力仲蔼，當(dāng)這合力超過(guò)材料的屈服強(qiáng)度，就會(huì)導(dǎo)致斷裂發(fā)生玖膨。氫脆既然與氫原子的擴(kuò)散有關(guān)些搅，擴(kuò)散是需要時(shí)間的，擴(kuò)散的速度與濃差梯度、溫度和材料種類有關(guān)乏呐。因此猛蔽，氫脆通常表現(xiàn)為延遲斷裂。
氫原子具有最小的原子半徑灵寺，容易在鋼曼库、銅等金屬中擴(kuò)散，而在鎘替久、錫凉泄、鋅及其合金中氫的擴(kuò)散比較困難。鍍鎘層是最難擴(kuò)散的蚯根，鍍鎘時(shí)產(chǎn)生的氫后众，最初停留在鍍層中和鍍層下的金屬表層，很難向外擴(kuò)散颅拦，去氫特別困難蒂誉。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，氫擴(kuò)散到金屬內(nèi)部距帅，特別是進(jìn)入金屬內(nèi)部缺陷處的氫右锨，就很難擴(kuò)散出來(lái)。常溫下氫的擴(kuò)散速度相當(dāng)緩慢碌秸，所以需要即時(shí)加熱去氫绍移。溫度升高，增加氫在鋼中的溶解度尖蚪，過(guò)高的溫度會(huì)降低材料的硬度啤盯，所以鍍前去應(yīng)力和鍍后去氫的溫度選擇，必須考慮不致于降低材料硬度嫉簿，不得處于某些鋼材的脆性回火溫度抬而，不破壞鍍層本身的性能。
如何避免和消除氫脆
1.減少金屬中滲氫的數(shù)量
在除銹和氧化皮時(shí)封鹦，盡量采用吹砂除銹墓老，若采用酸洗，需在酸洗液中添加若丁等緩蝕劑;在除油時(shí)晾游，采用化學(xué)除油辽蚀、清洗劑或溶劑除油，滲氫量較少丽信，若采用電化學(xué)除油泳落，先陰極后陽(yáng)極;在電鍍時(shí)，堿性鍍液或高電流效率的鍍液滲氫量較少蹲居。
2.采用低氫擴(kuò)散性和低氫溶解度的鍍涂層
一般認(rèn)為，在電鍍Cr、Zn两芳、Cd摔寨、Ni、Sn怖辆、Pb時(shí)是复，滲入鋼件的氫容易殘留下來(lái)，而Cu竖螃、Mo淑廊、Al、Ag特咆、Au季惩、W等金屬鍍層具有低氫擴(kuò)散性和低氫溶解度，滲氫較少腻格。在滿足產(chǎn)品技術(shù)條件要求的情況下画拾，可采用不會(huì)造成滲氫的涂層，如達(dá)克羅涂覆層可以代替鍍鋅菜职，不會(huì)發(fā)生氫脆摊矮，耐蝕性提高7～10倍，附著力好睬漩，膜厚6～8um,相當(dāng)于較薄的鍍鋅層影偶，不影響裝配。
3.鍍前去應(yīng)力和鍍后去氫以消除氫脆隱患
若零件經(jīng)淬火漫诬、焊接等工序后內(nèi)部殘留應(yīng)力較大确羹，鍍前應(yīng)進(jìn)行回火處理，減少發(fā)生嚴(yán)重滲氫的隱患鼎派。
對(duì)電鍍過(guò)程中滲氫較多的零件原則上應(yīng)盡快去氫烁讨，因?yàn)殄儗又械臍浜捅韺踊w金屬中的氫在向鋼基體內(nèi)部擴(kuò)散，其數(shù)量隨時(shí)間的延長(zhǎng)而增加径候。新的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)草案規(guī)定“最好在鍍后1h內(nèi)么养，但不遲于3h,進(jìn)行去氫處理”。國(guó)內(nèi)也有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)速袁，對(duì)電鍍鋅前协固、后的去氫處理作了規(guī)定。電鍍后去氫處理工藝廣泛采用加熱烘烤绳匀，常用的烘烤溫度為150～300℃芋忿，保溫2～24h。具體的處理溫度和時(shí)間應(yīng)根據(jù)零件大小疾棵、強(qiáng)度戈钢、鍍層性質(zhì)和電鍍時(shí)間的長(zhǎng)短而定。去氫處理常在烘箱內(nèi)進(jìn)行。鍍鋅零件的去氫處理溫度為110～220℃殉了，溫度控制的高低應(yīng)根椐基體材料而定开仰。對(duì)于彈性材料、0.5mm以下的薄壁件及機(jī)械強(qiáng)度要求較高的鋼鐵零件薪铜，鍍鋅后必須進(jìn)行去氫處理众弓。為了防止“鎘脆”，鍍鎘零件的去氫處理溫度不能太高隔箍，通常為180～200℃谓娃。
處理材料的關(guān)鍵要點(diǎn)
材料強(qiáng)度越大，其氫脆敏感性也越大蜒滩，這是表面處理技術(shù)人員在編制電鍍工藝規(guī)范時(shí)必須明確的基本概念滨达。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)要求抗拉強(qiáng)度σb>105kg/mm2的鋼材，要進(jìn)行相應(yīng)的鍍前去應(yīng)力和鍍后去氫處理溶隅。法國(guó)航空工業(yè)對(duì)屈服強(qiáng)度σs>90kg/mm2的鋼件就要求作相應(yīng)去氫處理迹遏。
由于鋼材強(qiáng)度與硬度有很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，因此龄冀，用材料硬度來(lái)判斷材料氫脆敏感比用強(qiáng)度來(lái)判斷更為直觀懒俊、方便。因?yàn)橐环萃晟频漠a(chǎn)品圖和機(jī)加工工藝都應(yīng)標(biāo)注鋼材硬度圆如。在電鍍中我們發(fā)現(xiàn)鋼的硬度在HRC38左右時(shí)開(kāi)始呈現(xiàn)氫脆斷裂的危險(xiǎn)钮瘪。對(duì)高于HRC43的零件，鍍后應(yīng)考慮去氫處理游颅。硬度為HRC60左右時(shí)湿铃，在表面處理之后必須立即進(jìn)行去氫處理，否則在幾小時(shí)之內(nèi)鋼件會(huì)開(kāi)裂诞昧。
除了鋼材硬度外碉办，還應(yīng)綜合考慮以下幾點(diǎn)：
①零件的使用安全系數(shù)：安全重要性大的零件，應(yīng)加強(qiáng)去氫;
②零件的幾何形狀：帶有容易產(chǎn)生應(yīng)力集中的缺口步嘹，小R等的零件應(yīng)加強(qiáng)去氫;
③零件的截面積：細(xì)小的彈簧鋼絲虐干、較薄的片簧極易被氫飽和，應(yīng)加強(qiáng)去氫;
④零件的滲氫程度：在表面處理中產(chǎn)生氫多肘习、處理時(shí)間長(zhǎng)的零件际乘，應(yīng)加強(qiáng)去氫;
⑤鍍層種類：如鍍鎘層會(huì)嚴(yán)重阻擋氫向外擴(kuò)散，所以要加強(qiáng)去氫;
⑥零件使用中的受力性質(zhì)：當(dāng)零件受到高的張應(yīng)力時(shí)應(yīng)加強(qiáng)去氫漂佩，只受壓應(yīng)力時(shí)不會(huì)產(chǎn)生氫脆;
⑦零件的表面加工狀態(tài)：對(duì)冷彎脖含、拉伸、冷扎彎形投蝉、淬火养葵、焊接等內(nèi)部殘留應(yīng)力大的零件征堪，不僅鍍后要加強(qiáng)去氫，而且鍍前要去應(yīng)力;
⑧零件的歷史情況：對(duì)過(guò)去生產(chǎn)中發(fā)生過(guò)氫脆的零件應(yīng)特別加以注意关拒，并作好相關(guān)記錄请契。
去掉氫脆可不可行
主要原因是電鍍工藝中導(dǎo)致的金屬“氫化”現(xiàn)象導(dǎo)致的，而你用的不合格品呢并不是電鍍工藝本身有問(wèn)題夏醉，因?yàn)殡婂?真空鍍除外)本來(lái)就會(huì)造成金屬氫化，但是目前有許多金屬表面處理商都去掉了最后一個(gè)工藝(特別是對(duì)于彈性元件很致命的)：那就是“去氫處理”工藝涌韩，也就是說(shuō)正常情況下畔柔，對(duì)于有強(qiáng)度要求的金屬零件需要完成去氫后才能交給用戶的，但是為了節(jié)省生產(chǎn)成本模朋，而用戶又不懂的情況下或者從來(lái)沒(méi)有要求過(guò)布橄、驗(yàn)收過(guò)的情況下，省略這一工藝可以節(jié)省5~15%的成本呢谆府。所以你感覺(jué)到電鍍后的螺栓荠涂、彈墊等零件在電鍍處理后“變脆”了。
一般地說(shuō)：對(duì)于有強(qiáng)度要求的金屬零件的去氫處理要求是：120度~220度高溫保持1~2小時(shí)(電鍍結(jié)束后)灯趁，具體情況需要按照零件要求來(lái)控制裙靶。
