Verchromen van assen van kettingpinnen

1. Voorwoord

Galvaniseren is een proces waarbij een relatief dunne laag van andere metalen en legeringen op het oppervlak van sommige metalen wordt aangebracht volgens het principe van elektrolyse.

Het is een methode om een metaalfilm aan te brengen op het oppervlak van metalen en andere materiële onderdelen door middel van elektrolyse.

Als traditionele technologie voor oppervlaktemodificatie speelt verchroming een belangrijke rol in de galvano-industrie.

De verchroomde laag kan het oppervlak van de pennenas effectief beschermen en overmatige slijtage en corrosie van de pennenas van de ketting tijdens daadwerkelijk gebruik voorkomen.

Dit komt omdat chroom zelf een uitstekende slijtvastheid en corrosiebestendigheid heeft en een sterk passiveringsvermogen.

Daarom wordt het verchromingsprocedé veel gebruikt om het oppervlak van de pennen van de ketting te versterken.

2. Verwerkingsproces van verchroomde pinschacht

Vergeleken met gewone warmtebehandelde pennen worden verchromen en centerloos slijpen na het verchromen toegevoegd aan de verwerkingsstroom van verchroomde pennen.

Zo moet er aandacht worden besteed aan de invloed van het materiaal van de pin en de kwaliteit van het pinoppervlak op de kwaliteit van de coating en moet de waterstofverwijderingsbehandeling op tijd worden uitgevoerd na het plateren.

2.1 Effect van het basismetaal op de verchromingslaag

De goede combinatie van verchromingslaag en stiftschacht is nauw verbonden met de chemische eigenschappen van stiftschacht.

Sommige metalen hebben een passiverende eigenschap en op hun oppervlak wordt gemakkelijk een dichte oxidelaag gevormd.

Als het niet geactiveerd wordt, is het moeilijk om een vaste chroomlaag op het oppervlak van de stiftas te krijgen.

Voor sommige pinnen behandeld door nitrerenAangezien er een laag witte verbinding op het oppervlak wordt gevormd, wordt de hechting van chroomatomen op het oppervlak aanzienlijk verminderd en is er ook een activeringsbehandeling nodig tijdens het verchromen.

2.2 Invloed van de oppervlaktekwaliteit van de stiftas op de verchromingslaag

Ten eerste moet het oppervlak van de pennenas vrij zijn van poriën en scheuren.

De reden hiervoor is dat wanneer er barsten en poriën op het oppervlak van de stiftschacht zitten, wanneer de stiftschacht wordt geplateerd, de elektrolyt in de spleet van de stiftschacht zal dringen.

Na verloop van tijd zal de geïnfiltreerde elektrolyt een wisselwerking aangaan met de pinschacht om waterstof te genereren.

Als de druk hiervan groter is dan de bindingskracht van de coating en de pinas, zal de coating gaan bobbelen en gaatjes vormen, zoals te zien is in Fig. 1.

a) blaasvorming op de coating

b) Geplateerd naaldoog

Fig. 1 Verchroomde defecten (200 ×）)

Ten tweede heeft de oppervlakteruwheid van de pennenas een grote invloed op de oppervlaktekwaliteit van de verchromingslaag, dus wordt de pennenas vaak gepolijst of gepolijst.

Oppervlakteruwheid verwijst naar de microafstand en de ongelijkmatigheid van golfkammen en -dalen op het oppervlak van onderdelen, die sterk beïnvloed wordt door de verwerkingsmethode.

Bij het bepalen van de oppervlakteruwheid van de stiftschacht verwaarloost de ontwerper van de stiftschacht echter vaak de invloed van de oppervlakteruwheid van de stiftschacht op het plateereffect.

Hoe groter de waarde van de oppervlakteruwheid van de pennenas vóór het plateren, hoe grover het oppervlak van de deklaag na het plateren, hoe hoger de porositeit, hoe onvollediger de deklaag, hoe slechter de hechting tussen de deklaag en het oppervlak van de pennenas, hoe gemakkelijker de corrosie en hoe groter de invloed op de levensduur.

Als de ruwheidswaarde van het oppervlak van de penas te groot is tijdens het galvaniseren, is de werkelijke stroomdichtheid van het ruwe oppervlak kleiner dan de schijnbare stroomdichtheid, waardoor het potentiaal van het ruwe deel het metaalneerslagpotentiaal niet bereikt en er op die positie geen galvanisatie plaatsvindt.

Met de afname van de oppervlakteruwheid van de stiftschacht neemt de oppervlaktehardheid van de stiftschacht toe.

Dit komt omdat hoe kleiner de oppervlakteruwheid van de stiftas, hoe dichter de beplating en hoe hoger de hardheid.

Bovendien kunnen de scheuren van verschillende gradaties rond de hardheidsindruk ook de compactheid van de coating aangeven. de hardheid van de coating is het elektrolytische product waterstof.

Het overpotentiaal fenomeen van waterstof is verschillend tussen glad oppervlak en ruw oppervlak, en de overpotentiaal op ruw oppervlak is klein.

Daarom kan de waterstof op het ruwe oppervlak van de pen de neerslagactie gemakkelijker voltooien en is het ook minder waarschijnlijk dat de metaalionen daarin geëlektrocuteerd worden.

Om de levensduur en kwaliteit van de verchroomde stiftas te garanderen, moet de oppervlakteruwheid van de stiftas vóór het verchromen binnen een redelijk bereik blijven.

Door de waarde van de oppervlakteruwheid van de stiftschacht goed te verhogen, kan echter ook de hechtkracht tussen de plateerlaag en de stiftschacht verbeterd worden.

Daarom moet de oppervlakteruwheid van de stiftas over het algemeen minder dan 0,6 µm zijn.

2.3. Waterstofverwijdering

Aangezien beitsen en activeringsbehandeling moeten worden uitgevoerd in het galvanische proces, zijn waterstofontwikkeling en waterstofpermeatie onvermijdelijk in het hele galvanische proces en kan de waterstof doordringen in de coating en het stiftmetaal.

De waterstofontwikkeling zal niet alleen de prestaties van de coating verminderen en speldenprikken, pokdalige plekken, bellen en andere defecten veroorzaken, maar ook de taaiheid van de as van de basispen verminderen, wat kan leiden tot breuk van de kettingonderdelen in de verbindingstoestand die veel lager is dan de normale bezwijkspanning na assemblage.

Daarom moet de verchroomde stiftas worden onderworpen aan een waterstofverwijderingsbehandeling om de inwendige spanning.

Wanneer de verchroomde pennenas wordt opgeslagen, is er een snelle en effectieve inspectiemethode nodig om het volgende uit te voeren waterstofbrosheid inspectie van het product om het kwaliteitsrisico en kwaliteitsverlies te beperken.

Door middel van een vergelijkingstest wordt voorgesteld om de bellenmethode te gebruiken.

De bellenmethode is eenvoudig in gebruik, kort in tijd en goedkoop.

Hoewel de testresultaten geen uniforme technische eis vormen, kunnen ze worden gebruikt als referentie om het risico op waterstofbrosheid te verminderen.

Er wordt gesuggereerd dat deze methode voortdurend moet worden aangevuld en geperfectioneerd om de interne controlenormen van het bedrijf en zelfs de specificaties van de sector te vormen.

De bellenmethode bestaat uit het verhitten van de gereinigde en gedroogde pennenas in paraffine (of siliconenolie of vaseline bij een temperatuur van ongeveer 180 °C) gedurende 3-5 minuten, het observeren van het ontstaan en ontsnappen van bellen op het oppervlak van de pennenas en het beoordelen van het waterstofgehalte van de geteste pennenas. Zie tabel 1.

Tabel 1 ontstaan en ontsnappen van luchtbellen op het oppervlak van de stiftschacht en hun bepaling

Bij het observeren en beoordelen van het ontstaan en ontsnappen van bellen op het oppervlak van de pennenas met de bellenmethode moet op het volgende worden gelet.

1) De geteste pennenas wordt gereinigd, gewassen en gedroogd met alcohol en andere reinigingsmiddelen om te controleren of het oppervlak van de pennenas vrij is van verontreinigingen en droog is.

2) Als de lichtdoorlatendheid van de oplossing daalt tot minder dan 75% van de oorspronkelijke oplossing als gevolg van de onzuiverheden die in de oplossing zijn gekomen door de lange gebruiksduur van de oplossing of als de pennenas niet wordt gereinigd, wordt de waarneming beïnvloed.

Daarom moet de oplossing regelmatig worden vervangen.

3) Deze methode kan alleen beoordelen of de pinschacht waterstof bevat, maar kan het waterstofgehalte per volume-eenheid niet beoordelen.

Het fenomeen van een groot aantal bellen tijdens de test betekent niet dat 100% van de waterstofbrosheidsbreuk zal optreden, maar het kan duidelijk zijn dat het risico van waterstofbrosheidsbreuk in deze toestand sterk verhoogd is.

Pinassen die als verdacht of ongekwalificeerd worden beoordeeld, moeten met voorzichtigheid worden behandeld.

3. Detectie van verchroomde pennenas

3.1. Dikte van de verchromingslaag

De dikte van de coating is een belangrijke prestatie-index van stiftschacht, die vaak van invloed is op de corrosiebestendigheid en slijtvastheid van stiftschacht.

Momenteel zijn er veel methoden om de dikte van de coating te bepalen.

Vanwege de hoge nauwkeurigheid van de metallografische methode, volgens de vereisten van GB / T 6462-2005 microscopische methode voor het meten van de dikte van metaal- en oxidelagen, werd de laagdikte van verschillende soorten verchroomde pennen getest, en de uniformiteit van de laagdikte bleek onvoldoende (zie Fig. 2).

Fig. 2 toont de dikte van de beplating van een bepaald type as van de kettingpen en het verschil tussen de dikste en dunste delen is 0,06 mm.

Het is te zien dat de uniformiteit van de plateerdikte een grote invloed heeft op de rondheid van de pennenas.

Zhan Ruiqiu et al. toonden aan dat het oppervlak inwendige spanning van de verchroomde laag was trekspanning.

Met het toenemen van de dikte van de verchromingslaag nam de interne oppervlaktespanning van de verchromingslaag eerst toe, daarna af en daarna toe en af.

Met het toenemen van de dikte van de verchromingslaag neemt de hardheid van de verchromingslaag eerst licht toe, daarna snel en daarna langzaam.

a) Het dikste deel van de verchromingslaag

b) Het dunste deel van de verchromingslaag

Fig. 2 Plaatdikte op verschillende posities van de verchroomde stiftas (200 ×）).

3.2 Hardheid van de verchromingslaag

Bij het meten van de hardheid van de verchroomde laag wordt vaak een micro Vickers hardheidsmeter gebruikt. Afhankelijk van de laagdikte kan een kleine drukbelasting van 5-200 g (0,049-1,96 N) worden geselecteerd om de indrukdiepte 1/10-1/7 van de laagdikte te laten bereiken om de nauwkeurigheid van de hardheidsmeting van de laag te garanderen.

Wanneer de dikte van de chroomplateerlaag meer dan 100μm is, kan de Rockwell hardheidsmeter ook worden gebruikt om te testen.

Verschillende hardheidsmeters moeten gebruikt worden voor hardheidsmetingen afhankelijk van de grootte van het onderdeel, het basismateriaal, de dikte van de coating, de indrukdiameter en de belastingsgrootte.

Daarom varieert de hardheidswaarde van de verchroomde laag sterk.

Tabel 2 toont de hardheidstest van de verchroomde laag op verschillende soorten verchroomde pennenassen met een belasting van 200 g (1,96 N) en een Japanse Sanfeng HM-200 micro Vickers hardheidsmeter.

Uit tabel 2 blijkt dat het maximale hardheidsverschil van verchroomde pennen van hetzelfde model 113,7 HV is.

Tabel 2 hardheid van verchroomde stiftschacht (HV)

Op dit moment is bekend dat de belangrijkste reden voor de hoge hardheid van de chroomlaag is dat een grote hoeveelheid waterstof aan het oppervlak wordt geadsorbeerd.

Daarom moet de stiftas na het verchromen binnen 4 uur een warmtebehandeling ondergaan om waterstof te verwijderen.

De praktische demonstratie laat zien dat de totale hoeveelheid waterstofverwijdering het grootst is als de temperatuur gedurende een bepaalde tijd op 200 ℃ wordt gehouden.

Hoewel de hardheid iets afneemt, zullen de poreusheid en het scheurnetwerk van de coating toenemen, maar dit heeft weinig invloed op het gebruik van de verchroomde pennenas.

3.3 Bindende kracht van de verchromingslaag

De hechtkracht van de verchroomde laag is een belangrijke mechanische eigenschap van de coating.

Als de bindingskracht laag is, zal het moeilijk zijn om het doel van galvaniseren te bereiken, zelfs als de andere eigenschappen van de verchromingslaag goed zijn.

In GB / T 5270-2008 review of test methods for adhesion strength of Electrodeposited and chemically deposited metal coatings on metal subrates worden de testmethoden voor adhesiesterkte van elektrolytisch en chemisch gedeponeerde metaalcoatings op metalen substraten gespecificeerd, maar de meeste zijn kwalitatieve metingen.

Momenteel zijn de meest gebruikte detectiemethoden de krasmethode met stalen naalden, de buigmethode, de impactmethode en de slijpschijfmethode.

Vanwege de hoge hardheid van de chroomlaag wordt de slijpschijfmethode vaak gebruikt voor dagelijkse detectie.

Slijp de verchroomde pennenas op de slijpschijf totdat de pennenas blootligt aan de basis.

Als de verchroomde laag niet wordt afgepeld, is het kwalitatief bewezen dat de hechtkracht van de verchroomde laag goed is.

Zhang Chunhua et al. toonden aan dat de oppervlakteruwheid van het substraat een grote invloed heeft op de hechting van de coating.

Met de afname van de oppervlakteruwheid van het substraat wordt de hechtsterkte van de verchromingslaag verbeterd.

4. Conclusie

Door de bijzonderheid van het verchroomproces kan de verchroomde pen gemakkelijk defect raken.

Daarom is het noodzakelijk om de relevante processen strikt te controleren en de detectie van de verchroomde pennenas te versterken om ervoor te zorgen dat de verchroomde laag een goede corrosiebestendigheid, slijtvastheid en andere eigenschappen heeft en zo het optreden van problemen met de kwaliteit van de ketting te verminderen.