1. Préface La galvanoplastie est un procédé permettant d'obtenir une couche relativement fine d'autres métaux et alliages sur la surface de certains métaux selon le principe de l'électrolyse. Il s'agit d'une méthode permettant d'attacher un film métallique à la surface de pièces métalliques et d'autres matériaux par électrolyse. En tant que technologie traditionnelle de modification de la surface, [...]
La galvanoplastie est un procédé permettant d'obtenir une couche relativement fine d'autres métaux et alliages à la surface de certains métaux selon le principe de l'électrolyse.
Il s'agit d'une méthode de fixation d'un film métallique à la surface de pièces métalliques et d'autres matériaux par électrolyse.
En tant que technologie traditionnelle de modification de surface, le chromage joue un rôle important dans l'industrie de la galvanoplastie.
La couche de chromage peut protéger efficacement la surface de l'arbre de la chaîne et éviter l'usure excessive et la corrosion de l'arbre de la chaîne en cours d'utilisation.
En effet, le chrome lui-même présente une excellente résistance à l'usure et à la corrosion, ainsi qu'une forte capacité de passivation.
C'est pourquoi le processus de chromage est largement utilisé pour renforcer la surface de l'axe de la chaîne.
Par rapport aux goupilles traitées thermiquement, le chromage et le meulage sans centre après le chromage sont ajoutés au processus de traitement des goupilles chromées.
Parmi celles-ci, il convient de prêter attention à l'influence du matériau et de la qualité de la surface de la broche sur la qualité du revêtement, et le traitement d'élimination de l'hydrogène doit être effectué à temps après le placage.
La bonne combinaison de la couche de chromage et de l'arbre à broches est étroitement liée aux propriétés chimiques de l'arbre à broches.
Certains métaux ont une propriété de passivation et un film d'oxyde dense se forme facilement à leur surface.
S'il n'est pas activé, il est difficile d'obtenir une couche de chromage solide sur la surface de la tige de l'axe.
En outre, pour certaines épingles traitées par nitrurationEn effet, comme une couche de composé blanc se forme à la surface, l'adhérence des atomes de chrome à la surface est considérablement réduite, et un traitement d'activation est également nécessaire pendant le chromage.
Tout d'abord, la surface de l'axe doit être exempte de pores et de fissures.
En effet, lorsqu'il y a des fissures et des pores à la surface de l'arbre à broches, l'électrolyte pénètre dans la fente de l'arbre à broches lors de la métallisation.
Au bout d'un certain temps, l'électrolyte infiltré interagit avec l'axe de l'épingle pour générer de l'hydrogène.
Si la pression de ce dernier est supérieure à la force de liaison du revêtement et de la tige de l'épingle, le revêtement va former des bulles et des trous d'épingle, comme le montre la figure 1.
a) Cloquage du revêtement
b) Chapeau d'aiguille plaqué
Fig. 1 Défauts de chromage (200 ×）
Deuxièmement, la rugosité de la surface de l'arbre de la broche a une grande influence sur la qualité de la surface de la couche de chromage, c'est pourquoi l'arbre de la broche est souvent poli ou polis.
Rugosité de la surface fait référence au micro espacement et à l'irrégularité des crêtes et des vallées des vagues à la surface des pièces, qui sont fortement influencés par la méthode de traitement.
Cependant, lors de la détermination de la rugosité de la surface de l'arbre à broches, le concepteur de l'arbre à broches néglige souvent l'influence de la rugosité de la surface de l'arbre à broches sur l'effet de placage.
Pour une même exigence d'épaisseur de chromage, plus la rugosité de la surface de l'arbre à broches est importante avant le chromage, plus la surface du revêtement après le chromage est grossière, plus la porosité est élevée, plus le revêtement est incomplet, plus l'adhérence entre le revêtement et la surface de l'arbre à broches est faible, plus la corrosion est facile, et plus la durée de vie est affectée.
Lorsque la rugosité de la surface de l'axe est trop importante pendant la galvanoplastie, la densité de courant réelle de la surface rugueuse est inférieure à la densité de courant apparente, ce qui fait que le potentiel de la partie rugueuse n'atteint pas le potentiel de précipitation du métal et qu'il n'y a pas de galvanoplastie à cet endroit.
Avec la diminution de la rugosité de la surface de l'axe, la dureté de la surface de l'axe augmente.
En effet, plus la rugosité de la surface de l'axe est faible, plus le placage est dense et plus la dureté est élevée.
En outre, les fissures de différents degrés autour de l'indentation de dureté peuvent également indiquer la compacité du revêtement, reflétant ainsi que le principal facteur affectant la dureté du revêtement est la dureté. la dureté du revêtement est le produit électrolytique qu'est l'hydrogène.
Le phénomène de surtension de l'hydrogène est différent entre les surfaces lisses et les surfaces rugueuses, et la surtension sur les surfaces rugueuses est faible.
Par conséquent, l'hydrogène sur la surface rugueuse de l'épingle est plus facile à compléter l'action de précipitation, et les ions métalliques qu'elle contient sont également moins susceptibles d'être électrodéposés.
Afin de garantir la durée de vie et la qualité de l'arbre à broches chromé, la rugosité de la surface de l'arbre à broches avant le chromage doit être contrôlée dans une fourchette raisonnable.
Cependant, une augmentation adéquate de la rugosité de la surface de l'axe peut également améliorer la force d'adhérence entre la couche de placage et l'axe.
Par conséquent, la rugosité de la surface de l'arbre de la broche doit généralement être inférieure à 0,6μm.
Étant donné que le décapage et le traitement d'activation doivent être effectués dans le processus de galvanoplastie, l'évolution et la perméation de l'hydrogène sont inévitables dans l'ensemble du processus de galvanoplastie, et l'hydrogène peut pénétrer dans le revêtement et le métal de l'épingle.
L'évolution de l'hydrogène réduira non seulement les performances du revêtement, produira des trous d'épingle, des marques de piqûre, des bulles et d'autres défauts, mais réduira également la ténacité de l'arbre de l'axe de base, ce qui peut conduire à la rupture des parties de la chaîne dans l'état de connexion bien inférieur à sa contrainte de rupture normale après l'assemblage.
Par conséquent, l'axe chromé doit être soumis à un traitement d'élimination de l'hydrogène afin de réduire la teneur en oxygène. stress interne.
Lorsque l'arbre à broches chromé est stocké, une méthode d'inspection rapide et efficace est nécessaire pour mener à bien les opérations suivantes fragilisation par l'hydrogène l'inspection du produit afin de réduire le risque et la perte de qualité.
Par le biais d'un test comparatif, il est suggéré d'adopter la méthode des bulles.
La méthode des bulles est simple, rapide et peu coûteuse.
Bien que les résultats des essais ne constituent pas une exigence technique unifiée, ils peuvent être utilisés comme référence pour réduire le risque de fragilisation par l'hydrogène.
Il est suggéré que cette méthode soit continuellement complétée et perfectionnée pour former les normes de contrôle interne de l'entreprise et même les spécifications de l'industrie.
La méthode des bulles consiste à chauffer l'axe nettoyé et séché testé dans de la paraffine (ou de l'huile de silicone ou de la vaseline à une température d'environ 180 °C) pendant 3 à 5 minutes, à observer la formation et l'évacuation de bulles à la surface de l'axe et à évaluer la teneur en hydrogène de l'axe testé. Voir le tableau 1.
Tableau 1 : formation et évacuation de bulles d'air à la surface de l'arbre à broches et leur détermination
| Génération et évacuation de bulles d'air à la surface de l'axe de l'épingle | Déterminer |
| Des bulles denses et continues s'échappent de la surface de la tige testée et la durée est longue (il y a encore des bulles qui s'échappent après avoir été chauffées pendant 3 minutes). | Si la teneur en hydrogène de l'arbre à broches testé est élevée, l'arbre à broches du lot est jugé suspect ou non qualifié. |
| Après 3 minutes, aucune bulle n'est visible à la surface de la tige de l'épingle. | Si l'arbre à broches mesuré ne contient pas d'hydrogène ou si la teneur en hydrogène est extrêmement faible, l'arbre à broches du lot est jugé acceptable. |
| Placer la tige testée dans la solution chauffée à la température spécifiée et la maintenir pendant 3 minutes. Il y a quelques bulles, mais aucune ne s'échappe après 3 minutes. | Jugement de l'arbre à broches acceptable. |
| Si l'arbre à broches testé n'est pas nettoyé, des bulles individuelles se formeront sur l'arbre à broches testé au stade initial du chauffage, ou des bulles qui adhéreront à la surface de l'arbre à broches testé pendant une longue période sans s'élever. | Bulle non valide, l'arbre de la goupille est jugé acceptable. |
Lors de l'observation et de l'évaluation de la formation et de l'évacuation des bulles à la surface de l'arbre à broches au moyen de la méthode des bulles, les points suivants doivent être pris en compte.
1) L'axe testé doit être nettoyé, lavé et séché avec de l'alcool et d'autres produits de nettoyage pour confirmer que la surface de l'axe est exempte de polluants et sèche.
2) Lorsque la transmittance lumineuse de la solution tombe à moins de 75% de la solution d'origine en raison des impuretés introduites dans la solution à cause de la longue durée d'utilisation de la solution ou du fait que l'axe de la broche n'est pas nettoyé, l'observation sera affectée.
La solution doit donc être remplacée régulièrement.
3) Cette méthode permet uniquement de déterminer si l'axe de l'épingle contient de l'hydrogène, mais elle ne permet pas de déterminer la teneur en hydrogène par unité de volume.
Le phénomène d'un grand nombre de bulles pendant le test ne signifie pas que 100% de la fracture par fragilisation de l'hydrogène se produira, mais il peut être clair que le risque de fracture par fragilisation de l'hydrogène dans cet état est considérablement accru.
Les arbres à broches jugés suspects ou non qualifiés doivent être traités avec prudence.
L'épaisseur du revêtement est un indice de performance important de l'arbre à broches, qui affecte souvent la résistance à la corrosion et à l'usure de l'arbre à broches.
À l'heure actuelle, il existe de nombreuses méthodes pour détecter l'épaisseur du revêtement.
En raison de la grande précision de la méthode métallographique, conformément aux exigences de la méthode microscopique GB / T 6462-2005 pour la mesure de l'épaisseur des revêtements métalliques et oxydés, l'épaisseur du revêtement de différents types de broches chromées a été testée, et l'uniformité de l'épaisseur du revêtement s'est avérée insatisfaisante (voir Fig. 2).
La figure 2 montre l'épaisseur du placage d'un certain type d'axe de chaîne, et la différence entre les parties les plus épaisses et les plus fines est de 0,06 mm.
On constate que l'uniformité de l'épaisseur du placage affecte sérieusement la qualité de l'eau. rondeur de l'arbre de la goupille.
Zhan Ruiqiu et al. ont montré que la surface stress interne de la couche de chromage était une contrainte de traction.
Avec l'augmentation de l'épaisseur de la couche de chromage, la contrainte interne de la surface de la couche de chromage a d'abord augmenté, puis diminué, puis augmenté et ensuite diminué.
Avec l'augmentation de l'épaisseur de la couche de chromage, la dureté de la couche de chromage augmente d'abord légèrement, puis rapidement et enfin lentement.
a) La partie la plus épaisse de la couche de chromage
b) La partie la plus fine de la couche de chromage
Fig. 2 Épaisseur de placage à différentes positions de l'axe chromé (200 ×）
Pour mesurer la dureté de la couche de chromage, on utilise souvent un testeur de dureté micro Vickers. En fonction de l'épaisseur du placage, une petite charge de pression de 5-200g (0,049-1,96N) peut être sélectionnée pour que la profondeur d'indentation atteigne 1 / 10-1 / 7 de l'épaisseur du placage, afin de garantir la précision de la mesure de la dureté du placage.
Lorsque l'épaisseur de la couche de chromage est supérieure à 100μm, le testeur de dureté Rockwell peut également être utilisé pour les essais.
Différents appareils d'essai de dureté doivent être utilisés en fonction de la taille de la pièce, du matériau de base, de l'épaisseur du revêtement, du diamètre de l'empreinte et de la taille de la charge.
Par conséquent, la valeur de la dureté de la couche de chromage varie considérablement.
Le tableau 2 montre l'essai de dureté de la couche de chromage sur différents types d'axes chromés avec une charge de 200 g (1,96 N) et un testeur de dureté micro Vickers japonais Sanfeng HM-200.
Le tableau 2 montre que la différence de dureté maximale des goupilles chromées du même modèle est de 113,7 HV.
Tableau 2 : Dureté du placage de l'axe chromé (HV)
| Modèle | Valeur de détection | Valeur moyenne | Différence | ||||
| A | 922.1 | 882.2 | 933.9 | 871.4 | 871.3 | 896.18 | 62.6 |
| B | 882.2 | 939.9 | 887.9 | 871.3 | 887.8 | 893.82 | 68.6 |
| C | 882.3 | 876.7 | 876.7 | 887.8 | 850.2 | 874.74 | 37.6 |
| D | 845.0 | 810.0 | 781.8 | 781.8 | 772.7 | 798.26 | 72.3 |
| E | 904.7 | 882.2 | 819.8 | 791.0 | 834.8 | 846.50 | 113.7 |
À l'heure actuelle, on sait que la principale raison de la dureté élevée de la couche de chromage est qu'une grande quantité d'hydrogène est adsorbée à sa surface.
Par conséquent, l'arbre de l'axe doit être traité thermiquement pour éliminer l'hydrogène dans les 4 heures suivant le chromage.
La démonstration pratique montre que la quantité totale d'hydrogène éliminée est la plus importante lorsque la température est maintenue à 200 ℃ pendant une durée appropriée.
Bien que la dureté soit légèrement réduite, la porosité et le réseau de fissures du revêtement augmentent, mais cela a peu d'impact sur l'utilisation de l'axe chromé.
La force d'adhérence de la couche de chromage est une propriété mécanique importante du revêtement.
Si la force d'adhérence est faible, il sera difficile d'atteindre l'objectif de la galvanoplastie, même si les autres propriétés de la couche de chromage sont bonnes.
Dans le document GB / T 5270-2008 review of test methods for adhesion strength of Electrodeposited and chemically deposited metal coatings on metal substrates, les méthodes d'essai pour la résistance à l'adhérence des revêtements métalliques électrodéposés et déposés chimiquement sur des substrats métalliques sont spécifiées, mais la plupart d'entre elles sont des mesures qualitatives.
À l'heure actuelle, les méthodes de détection couramment utilisées sont la méthode de l'aiguille d'acier rayée, la méthode de la flexion, la méthode de l'impact et la méthode de la meule.
En raison de la dureté élevée de la couche de chromage, la méthode de la meule est souvent utilisée dans la détection quotidienne.
Poncer l'axe chromé sur la meule jusqu'à ce que l'axe soit exposé à la base.
Si la couche chromée n'est pas décollée, il est qualitativement prouvé que la force d'adhérence de la couche chromée est bonne.
Zhang Chunhua et al. ont montré que la rugosité de la surface du substrat a une grande influence sur l'adhérence du revêtement.
Avec la diminution de la rugosité de la surface du substrat, la force d'adhérence de la couche de chromage est améliorée.
En raison de la particularité du processus de chromage, il est facile de provoquer la défaillance de l'arbre de l'axe de chromage.
Par conséquent, il est nécessaire de contrôler strictement les processus concernés et de renforcer la détection de l'arbre à broches chromé afin de garantir que la couche de chromage présente une bonne résistance à la corrosion, une bonne résistance à l'usure et d'autres propriétés, et de réduire ainsi l'apparition de problèmes de qualité de la chaîne.
En tant que fondateur de MachineMFG, j'ai consacré plus d'une décennie de ma carrière à l'industrie métallurgique. Ma vaste expérience m'a permis de devenir un expert dans les domaines de la fabrication de tôles, de l'usinage, de l'ingénierie mécanique et des machines-outils pour les métaux. Je suis constamment en train de réfléchir, de lire et d'écrire sur ces sujets, m'efforçant constamment de rester à la pointe de mon domaine. Laissez mes connaissances et mon expertise être un atout pour votre entreprise.
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