影响注塑机镀铬零件质量的原因探讨范文

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摘要：影响注塑机镀铬零件镀铬层质量的因素主要包括基体金属、镀前零件表面质量、析氢等。只有严格控制电镀工序，选择最佳工艺条件和工艺方法，才能保证镀铬零件高性能，降低产品生产加工成本。

关键词：镀硬铬；硬度；耐磨性；耐热性

0引言

铬是带青光的银白色金属。镀铬层是一种高硬度、高耐磨性的镀层，它具有较好的耐热性及良好的化学稳定性。镀铬根据工艺要求不同有以下几种：装饰性镀铬、滚镀铬、镀硬铬、镀松孔铬、黑铬镀层、镀乳白铬。由于镀铬层的良好性能，它在工业上获得了广泛应用。在注塑机行业中，一台注塑机由上万个零件组装而成，其中采用镀铬零件至少近百种，如哥林柱、活塞杆、导杆、螺杆、顶针杆等。根据加工工艺，注塑机上的这些镀铬零件，都是镀硬铬。硬铬又称耐磨铬，硬铬镀层不仅要有一定的光泽，而且要求底层的硬度高、耐磨性好并与基体结合牢固。硬铬层具有以下特点：（1）有很高的硬度，一般为HV900～950；（2）有很高的耐磨性；（3）有很好的耐热性，在大气压的条件下，能长久地保持原来的光泽，仅在400～450℃时才开始在表面上呈现氧化色；（4）在碱、硝酸、硫化物、碳酸盐及大多数的气体与有机酸中都有很高的化学稳定性；（5）易容于氢卤酸类（如盐酸）和热的浓硫酸中〔1〕。

1基体金属对镀铬层的影响

镀铬层与基体金属的结合是否良好，与基体金属的化学性质有着密切的关系〔2〕。有些金属，特别是不锈钢、电解的铬等具有钝化的性质，即这些金属容易在其表面上生成一层氧化膜。这层氧化膜一般不易用肉眼看出，但它具有保护金属不受腐蚀的作用。要在这类金属上进行电镀，如不经过活化处理，那是很难取得结合牢固的镀铬层的，因此设计时需选择合适的材料进行电镀处理。例如，我公司设计的PVC螺杆要求具有良好的机械性能，又要求在有机酸中具有良好的化学稳定性，因此我们选择可以调质的不锈钢材料做螺杆。当然，这种不锈钢材料在有机酸中的化学稳定性远不如镀铬层，因而也有设计者在不锈钢螺杆上增加了镀铬的要求，但在不锈钢的基体上镀铬是比较困难的，难以取得令人满意的效果。我们又试着采用高级优质钢调质并做喷焊双金属处理后，再做镀硬铬处理，但由于基体材料因素又造成螺杆牙底硬度偏低，客户反应熔融时下胶料不顺。也许有读者要问在材料为38CrMoAlA的氮化螺杆上镀铬不就可以了吗？而且价格相对还要便宜一些。价格确实要便宜很多，并且我们现在也是这样做的，但由于38CrMoAlA的氮化螺杆氮化后表面形成一层氮化四铁白亮化合物层，分子结构发生了变化，铬原子在其表面附着力显著减小，镀铬时要经过活化处理，否则也很难取得结合牢固的镀铬层。

2镀前零件表面质量对镀铬层的影响

在有孔隙和裂纹的零件上，要镀上质量良好的镀层是比较困难的。当零件浸入电镀槽时，电解液渗入零件的孔隙内，一定时间以后，渗入的电解液与基体金属相互作用就会产生氢气，若后者的压力大于镀层与基体金属的结合力，镀层就会发生起泡现象。为了消除零件表面上的凹凸不平和孔隙等缺陷，常把零件进行磨光和抛光加工。我司生产的镀铬轴表面都必需经过磨光和抛光加工后才能电镀，而且磨后的表面质量必须达到要求后才能进行电镀，如出现表面螺旋纹等表面缺陷，品管部将按不合格品处理。电镀时镀层在平滑的表面上的沉积比在粗糙表面上容易，这是因为粗糙表面实际的电流密度比表观的电流密度要小，如果实际的电流密度造成该处的电位达不倒金属的析出电位，那么该处就没有镀层。如有些零件孔内要通过冷却用的水，需在孔内进行镀铬防锈处理，这时我们在设计时则要提高孔的表面粗糙度的要求，这样才能获得较好的电镀层。

3析氢对镀铬层的影响

在任何电镀液中，不论其PH值如何，由于水分子的离解，永远存在一定量的氢离子。（1）氢脆。析出的氢气有时会进入镀层或铁基体内，造成金属的吸氢作用。铬镀层的吸氢程度相对于其它金属的吸氢程度是很大的（约占铬镀层重量的0．45％）。氢在金属内使得晶格歪扭，造成很大的内应力，也会使镀层显著变形。此时虽然从外观上看不出缺陷，但它的机械性能都是不合格的，因为已经形成了“氢脆”。“氢脆”会使镀铬件脆裂或造成镀铬层脱落，因此镀铬时电镀层也不能太厚。一般情况下，镀铬层最厚不超过0．07毫米。（2）针孔。如果在电镀过程中氢气泡在镀件表面附得不牢固，而是周期性地出现和逸出，那么这些地方将形成线坑或点状穴。在电镀术语中通常把它们称为麻点或针孔，这是镀铬件中极为常见的缺陷。（3）起泡。吸附在基体金属细孔内的氢，有时会使镀层产生小鼓泡，这也是镀铬件中常见的缺陷。镀铬零件常见缺陷有前面提到的起泡或脱皮、氢脆、针孔，还有粗糙（毛刺）、镀层不均匀等。另外还有电镀液对镀层的影响、电镀规范对镀层的影响等，这些主要是由电镀厂处理，在这里就不再讲述。

4结束语

由于镀铬零件材质的特殊性，容易产生结合力不牢现象，产品极易脱铬或返修率较高。因此必须严格控制相关电镀工序，选择最佳工艺条件和工艺方法，以保证镀铬层具有良好的耐腐蚀、耐磨等机械性能，并由此降低产品的生产加工成本。

参考文献

〔1〕胡如南，陈松祺．实用镀铬技术（第2版）［M］．北京．国防工业出版社，2013：5

〔2〕任广军．电镀工艺学［M］．北京：中国建材工业出版社，2016：12

作者:严厚明 时虹 严永奎 单位:东华机械有限公司