電鍍產(chǎn)品出現(xiàn)氫脆的問題，是客戶最不愿意碰到的事情，因為它會給產(chǎn)品造成很多的質(zhì)量現(xiàn)象好比斷裂、爆裂等，那么該怎么防范氫脆的危害呢？今天我們不妨進來詳細的了解一下。

1、氫脆

在任何電鍍?nèi)芤褐?，由于水分子的離解，總或多或少地存在一定數(shù)量的氫離子。因此，電鍍過程中，在陰極析出金屬(主反應)的同時，伴有氫氣的析出(副反應)。

析氫的影響是多方面的，其中最主要的是氫脆。氫脆是表面處理中最嚴重的質(zhì)量隱患之一，析氫嚴重的零件在使用過程中就可能斷裂，造成嚴重的事故。

表面處理技術(shù)人員必須掌握避免和消除氫脆的技術(shù)，以使氫脆的影響降低到[敏感詞]限度。

1氫脆現(xiàn)象危害??

氫脆通常表現(xiàn)為應力作用下的延遲斷裂現(xiàn)象。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)應力大)在酸洗時便產(chǎn)生裂紋。

這些零件滲氫嚴重，無需外加應力就產(chǎn)生裂紋，再也無法用去氫來恢復原有的韌性。

2氫脆機理

延遲斷裂現(xiàn)象的產(chǎn)生是由于零件內(nèi)部的氫向應力集中的部位擴散聚集，應力集中部位的金屬缺陷多(原子點陣錯位、空穴等)。

氫擴散到這些缺陷處，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)部的殘留應力及材料受的外加應力，組成一個合力，當這合力超過材料的屈服強度，就會導致斷裂發(fā)生。

氫脆既然與氫原子的擴散有關(guān)，擴散是需要時間的，擴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。??

氫原子具有最小的原子半徑，容易在鋼、銅等金屬中擴散，而在鎘、錫、鋅及其合金中氫的擴散比較困難。

鍍鎘層是最難擴散的，鍍鎘時產(chǎn)生的氫，最初停留在鍍層中和鍍層下的金屬表層，很難向外擴散，去氫特別困難。

經(jīng)過一段時間后，氫擴散到金屬內(nèi)部，特別是進入金屬內(nèi)部缺陷處的氫，就很難擴散出來。常溫下氫的擴散速度相當緩慢，所以需要即時加熱去氫。

溫度升高，增加氫在鋼中的溶解度，過高的溫度會降低材料的硬度，所以鍍前去應力和鍍后去氫的溫度選擇，必須考慮不致于降低材料硬度，不得處于某些鋼材的脆性回火溫度，不破壞鍍層本身的性能。

2、避免和消除的措施??

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，采用化學除油、清洗劑或溶劑除油，滲氫量較少，若采用電化學除油，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采用低氫擴散性和低氫溶解度的鍍涂層

?一般認為，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，如機械鍍鋅可以，不會發(fā)生氫脆，耐蝕性高，附著力好，厚5～100μm，成本低。

  3鍍前去應力和鍍后去氫以消除氫脆隱患

若零件經(jīng)淬火、焊接等工序后內(nèi)部殘留應力較大，鍍前應進行回火處理，減少發(fā)生嚴重滲氫的隱患。??

對電鍍過程中滲氫較多的零件原則上應盡快去氫，因為鍍層中的氫和表層基體金屬中的氫在向鋼基體內(nèi)部擴散，其數(shù)量隨時間的延長而增加。

新的國際標準草案規(guī)定"[敏感詞]在鍍后1h內(nèi)，但不遲于3h，進行去氫處理"。

國內(nèi)也有相應的標準，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°C，保溫2～24h。具體的處理溫度和時間應根據(jù)零件大小、強度、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)進行。鍍鋅零件的去氫處理溫度為110～220°C，溫度控制的高低應根椐基體材料而定。

對于彈性材料、0.5mm以下的薄壁件及機械強度要求較高的鋼鐵零件，鍍鋅后必須進行去氫處理。

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°C。?

3注意問題  ??

材料強度越大，其氫脆敏感性也越大，這是表面處理技術(shù)人員在編制電鍍工藝規(guī)范時必須明確的基本概念。

國際標準要求抗拉強度σb>105kg/mm2的鋼材，要進行相應的鍍前去應力和鍍后去氫處理。法國航空工業(yè)對屈服強度σs>90kg/mm2的鋼件就要求作相應去氫處理。??

由于鋼材強度與硬度有很好的對應關(guān)系，因此，用材料硬度來判斷材料氫脆敏感比用強度來判斷更為直觀、方便。

因為一份完善的產(chǎn)品圖和機加工工藝都應標注鋼材硬度。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行去氫處理，否則在幾小時之內(nèi)鋼件會開裂。???

除了鋼材硬度外，還應綜合考慮以下幾點：??

(1)零件的使用安全系數(shù)：安全重要性大的零件，應加強去氫；

(2)零件的幾何形狀：帶有容易產(chǎn)生應力集中的缺口，小R等的零件應加強去氫；

(3)零件的截面積：細小的彈簧鋼絲、較薄的片簧極易被氫飽和，應加強去氫；

(4)零件的滲氫程度：在表面處理中產(chǎn)生氫多、處理時間長的零件，應加強去氫；

(5)鍍層種類：如鍍鎘層會嚴重阻擋氫向外擴散，所以要加強去氫；

(6)零件使用中的受力性質(zhì)：當零件受到高的張應力時應加強去氫，只受壓應力時不會產(chǎn)生氫脆；

(7)零件的表面加工狀態(tài)：對冷彎、拉伸、冷扎彎形、淬火、焊接等內(nèi)部殘留應力大的零件，不僅鍍后要加強去氫，而且鍍前要去應力；

(8)零件的歷史情況：對過去生產(chǎn)中發(fā)生過氫脆的零件應特別加以注意，并作好相關(guān)記錄。??

在電鍍過程中，零部件滲氫的現(xiàn)象是非常普遍的，表面處理技術(shù)人員在編制鍍前去應力和鍍后去氫工藝時，不能照搬相關(guān)標準，應根據(jù)零件性質(zhì)和使用條件靈活制訂，否則會使生產(chǎn)成本大大增加，生產(chǎn)管理非常困難。

以上便是氫脆帶來的危害以及如何防范措施，希望能幫助到大家，如果你有其他的電鍍問題，歡迎咨詢本網(wǎng)站技術(shù)專家。

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