螺盛盾, 壓鉚螺母緊固件氫脆原因與去氫方法

      氫脆，在制造業(yè)中時常會遇到，氫脆是緊固件產(chǎn)品壓鉚螺母 螺柱 螺絲表面處理中最嚴(yán)重的質(zhì)量隱患之一,析氫嚴(yán)重的零件在使用過程中就可能斷裂,造成嚴(yán)重的事故。技術(shù)人員進(jìn)行壓鉚螺母 螺柱 螺絲等緊固件產(chǎn)品表面處理必須掌握避免和消除氫脆的技術(shù),以使氫脆的影響降低到最低限度。

  氫脆通常表現(xiàn)為鋼材的塑性顯著下降， 脆性急劇增加，并在靜載荷下經(jīng)過一段時間后發(fā)生破裂破壞的趨勢。曾經(jīng)出現(xiàn)過汽車彈簧、墊圈、螺釘、片簧等鍍鋅件,在裝配之后數(shù)小時內(nèi)陸續(xù)發(fā)生斷裂,斷裂比例達(dá)40%～50%。某特種產(chǎn)品鍍鎘件在使用過程中曾出現(xiàn)過批量裂紋斷裂,曾組織過全國性攻關(guān),制訂嚴(yán)格的去氫工藝。另外,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、銅絲)由于經(jīng)多次電鍍和酸洗退鍍,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,經(jīng)多次鍍鉻之后,墮地斷裂;有的淬火零件(內(nèi)應(yīng)力大)在酸洗時便產(chǎn)生裂紋。這些零件滲氫嚴(yán)重,無需外加應(yīng)力就產(chǎn)生裂紋,再也無法用去氫來恢復(fù)原有的韌性。
  
  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,應(yīng)力集中部位的金屬缺陷多。氫擴(kuò)散到這些缺陷處,氫原子變成氫分子,產(chǎn)生巨大的壓力,這個壓力與材料內(nèi)部的殘留應(yīng)力及材料受的外加應(yīng)力,組成一個合力,當(dāng)這合力超過材料的屈服強(qiáng)度,就會導(dǎo)致斷裂發(fā)生。氫脆既然與氫原子的擴(kuò)散有關(guān),擴(kuò)散是需要時間的,擴(kuò)散的速度與濃差梯度、溫度和材料種類有關(guān)。因此,氫脆通常表現(xiàn)為延遲斷裂。  

避免和消除氫脆的措施

  
  1.減少金屬中滲氫的數(shù)量
  
  在除銹和氧化皮時,盡量采用吹砂除銹,若采用酸洗,需在酸洗液中添加若丁等緩蝕劑;在除油時,采用化學(xué)除油、清洗劑或溶劑除油,滲氫量較少,若采用電化學(xué)除油,先陰極后陽極;在電鍍時,堿性鍍液或高電流效率的鍍液滲氫量較少。
  
  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、Cd、Ni、Sn、Pb時,滲入鋼件的氫容易殘留下來,而Cu、Mo、Al、Ag、Au、W等金屬鍍層具有低氫擴(kuò)散性和低氫溶解度,滲氫較少。在滿足產(chǎn)品技術(shù)條件要求的情況下,可采用不會造成滲氫的涂層,如達(dá)克羅涂覆層可以代替鍍鋅,不會發(fā)生氫脆,耐蝕性提高7～10倍,附著力好,膜厚6～8um,相當(dāng)于較薄的鍍鋅層,不影響裝配。
  
  3.鍍前去應(yīng)力和鍍后去氫以消除氫脆隱患
  
  若零件壓鉚螺柱 螺母 螺釘經(jīng)淬火、焊接等工序后內(nèi)部殘留應(yīng)力較大,鍍前壓鉚螺釘 螺母 螺柱緊固件應(yīng)進(jìn)行回火處理,減少發(fā)生嚴(yán)重滲氫的隱患。

  對電鍍過程中滲氫較多的零件原則上應(yīng)盡快去氫,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)量隨時間的延長而增加。新的國際標(biāo)準(zhǔn)草案規(guī)定“最好在鍍后1h內(nèi),但不遲于3h,進(jìn)行去氫處理”。國內(nèi)也有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn),對電鍍鋅前、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,常用的烘烤溫度為150～300℃,保溫2～24h。具體的處理溫度和時間應(yīng)根據(jù)零件大小、強(qiáng)度、鍍層性質(zhì)和電鍍時間的長短而定。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℃,溫度控制的高低應(yīng)根椐基體材料而定。對于彈性材料、0.5mm以下的薄壁件及機(jī)械強(qiáng)度要求較高的鋼鐵零件,鍍鋅后必須進(jìn)行去氫處理。為了防止“鎘脆”,鍍鎘零件的去氫處理溫度不能太高,通常為180～200℃。

應(yīng)注意的問題
  
  材料強(qiáng)度越大,其氫脆敏感性也越大,這是表面處理技術(shù)人員在電鍍工藝規(guī)范時必須明確的基本概念。國際標(biāo)準(zhǔn)要求抗拉強(qiáng)度σｂ>105kg2的鋼材,要進(jìn)行相應(yīng)的鍍前去應(yīng)力和鍍后去氫處理。

  由于鋼材強(qiáng)度與硬度有很好的對應(yīng)關(guān)系,因此,用材料硬度來判斷材料氫脆敏感比用強(qiáng)度來判斷更為直觀、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。在電鍍中我們發(fā)現(xiàn)鋼的硬度在HRC38左右時開始呈現(xiàn)氫脆斷裂的危險。對高于HRC43的零件,鍍后應(yīng)考慮去氫處理。硬度為HRC60左右時,在表面處理之后必須立即進(jìn)行去氫處理,否則在幾小時之內(nèi)鋼件會開裂。

   

     以上內(nèi)容就是對壓鉚螺釘 螺母  螺柱等緊固件氫脆現(xiàn)象作出分析和消除氫脆的措施，希望可以幫到大家，更多資訊請繼續(xù)關(guān)注我們。