一、氢脆
1氢脆现象
氢脆通常表现为应力作用下的延迟断裂现象。曾经出现过汽车弹簧、垫圈、螺钉、片簧等镀锌件,在装配之后数小时内陆续发生断裂,断裂比例达百分之四十之百分之五十。某特种产品镀镉件在使用过程中曾出现过批量裂纹断裂,曾组织过全国性攻关,制订严格的去氢工艺。另外,有一些氢脆并不表现为延迟断裂现象,例如:电镀挂具(钢丝、铜丝)由于经多次电镀和酸洗退镀,渗氢较严重,在使用中经常出现一折便发生脆断的现象;有的淬火零件(内应力大)在酸洗时便产生裂纹。这些零件渗氢严重,无需外加应力就产生裂纹,再也无法用去氢来恢复原有的韧性。
2氢脆原理
延迟断裂现象的产生是由于零件内部的氢向应力集中的部位扩散聚集,应力集中部位的金属缺陷多(原子点阵错位、空穴等)。氢扩散到这些缺陷处,氢原子变成氢分子,产生巨大的压力,这个压力与材料内部的残留应力及材料受的外加应力,组成一个合力,当这合力超过材料的屈服强度,就会导致断裂发生。氢脆既然与氢原子的扩散有关,扩散是需要时间的,扩散的速度与浓差梯度、温度和材料种类有关。因此,氢脆通常表现为延迟断裂。
氢原子具有非常小的原子半径,容易在钢、铜等金属中扩散,而在镉、锡、锌及其合金中氢的扩散比较困难。镀镉层是难扩散的,镀镉时产生的氢,原本停留在镀层中和镀层下的金属表层,很难向外扩散,去氢特别困难。经过一段时间后,氢扩散到金属内部,特别是进入金属内部缺陷处的氢,就很难扩散出来。常温下氢的扩散速度相当缓慢,所以需要即时加热去氢。温度升高,增加氢在钢中的溶解度,过高的温度会降低材料的硬度,所以镀前去应力和镀后去氢的温度选择,必须考虑不致于降低材料硬度,不得处于某些钢材的脆性回火温度,不破坏镀层本身的性能。
二、电镀以后为何要去氢脆?
电镀以后为何要去氢脆?主要原因是电镀工艺中导致的金属“氢化”现象造成 的,而你用的不合格品呢并不是电镀工艺本身有问题,因为电镀(真空镀除外)本来就会造成金属氢化,但是目前有许多金属表面处理商都去掉了末尾一个工艺(特别是对于弹性元件很致命的):那就是“去氢处理”工艺,也就是说正常情况下,对于有强度要求的金属零件需要完成去氢后才能交给用户的,但是为了节省生产成本,而用户又不懂的情况下或者从来没有要求过、验收过的情况下,省略这一工艺可以节省5~15%的成本呢。所以你感觉到电镀后的螺栓、弹垫等零件在电镀处理后“变脆”了。
一般地说:对于有强度要求的金属零件的去氢处理要求是:120度~220度高温保持1~2小时(电镀结束后),具体情况需要按照零件要求来控制。