弹簧涂层和表面处理
许多涂层和表面处理可用于金属。一些主要负责防腐,而另一些则旨在提高表面硬度或耐磨性。涂层也用于改变尺寸(轻微)和改变一些物理特性,如反射比和颜色。下表显示了金属的各种涂层和处理方法。
电解抛光
电解抛光用于金属零件的抛光。原理与电镀正好相反。工件在电解液中做为阳极,外加一个阴极来完成电路。在由此产生的脱镀过程中,材料从凸起的粗糙斑点中快速去除,产生非常光滑的抛光表面。 这个过程主要用于从高度光滑的初始表面获得镜面。小于0.05的最终光洁度 µ如果初始表面粗糙度(均方根)不超过0.18至0.20,则可获得m µm。电解抛光用于抛光不锈钢板和零件。
滚筒去毛刺
滚压(振动抛光)机是一种安装在弹簧上的开顶桶或碗,通常内衬聚氨酯。振动作用是由安装在容器底部的振动电机、由标准电机驱动的轴或带有偏心负载的轴或由电磁铁系统产生的。翻滚有助于去除金属毛刺,清洁零件,或有助于使弹簧光洁度更高。
碗振动器是圆形碗状的,有一个安装在弹簧上的容器。振动作用通过安装在滤杯中心立轴上的偏心配重传递给滤杯。当被激活时,螺旋运动被传递给大量的部件和介质。碗振动器的主要优点是,一个完整的分离系统可以合并。为了将部件和介质分开,在通道中放置一个水坝,以便部件和介质被推上推下。在大坝的顶部是一个屏幕,部件和媒体通过屏幕。介质通过屏幕落回振动器杯中。零件从筛网上转移到收集料斗或输送机中。
喷丸处理
喷丸是一种冷加工方法,在受控条件下,喷丸流以高速指向金属表面,在金属零件的暴露表面层中产生压缩应力。它不同于喷砂清理的主要目的和程度,它是控制产生准确和可重复的结果。虽然喷丸清理表面被喷丸,喷丸的主要目的是增加疲劳强度。
于喷丸的介质可以是铁、钢、玻璃丸、切割钢或不锈钢丝。金属弹丸按大小用数字表示。根据MIL-S-13165标准化的炮号范围为S70至S780。弹丸数量与单个弹丸的标称直径(单位:万分之一英寸)大致相同。喷丸作业的有效性通过阿尔门试片测量。这是一块薄而平的钢片,夹在一个实心块上,暴露在喷丸中,产生弯曲。标准样品的弯曲程度可作为测量喷丸强度的一种手段。
电镀
电镀涉及到创建一个原电池,其中要电镀的部分是阴极,电镀材料是阳极。将这两种金属置于电解液槽中,从阳极到阴极施加直流电。电镀材料的离子通过电解液被驱动到电镀基底上,并用电镀材料的薄涂层覆盖零件。
钢、镍和铜基合金以及其他金属都易于电镀。两种方法是可能的。如果在基底上镀上一种更贵(活性较低)的金属,只要镀层保持完整以保护基底免受环境影响,就可以减少氧化的倾向。锡、镍和铬通常用于电镀钢以防腐蚀。镀铬还可使表面硬度提高到HRC 70,这高于许多硬化合金钢的硬度。不幸的是,如果存在导电介质(如雨水),镀层中的任何中断或凹坑都可能为电流作用提供节点。因为基板不如镀层贵,它就变成了牺牲阳极,很快就会被腐蚀。用比基体贵的金属电镀很少用于将浸入水或其他电解液中的零件。
或者,可以在基板上镀一种不太贵的金属,作为牺牲阳极,代替基板进行腐蚀。最常见的例子是钢的镀锌层,也称为镀锌。锌或镉涂层将逐渐腐蚀和保护更贵的钢基体,直到涂层耗尽,之后钢将氧化。锌涂层可以通过一种称为“热浸”的工艺而不是通过电镀来施涂,这将产生一种更厚、更具保护性的涂层,这种涂层可以通过其“珍珠母”的外观来识别。有关电镀涂层的一个警告是,基体可能发生氢脆,导致强度显著损失。电镀饰面不应用于疲劳负荷的零件。经验表明,电镀严重降低了金属的疲劳强度,并可能导致早期失效。
氢脆-每当碳钢在准备电镀或某些电镀过程中被酸洗时,氢就会被材料吸收。虽然在酸洗或电镀槽中会产生裂纹,但在使用电镀弹簧时更经常出现裂纹。当存在(1)高应力集中、(2)高洛氏硬度或(3)高碳含量时,氢脆危害变得更为严重。回火材料特别易受影响。为了减轻脆化,弹簧必须在电镀后立即烘烤,以将氢从材料中排出。
化学镀
化学镀在基底上镀上一层镍而不需要任何电流。在这种情况下,基板“阴极”(没有阳极)起到催化剂的作用,启动化学反应,使电解质溶液中的镍离子还原并沉积在基板上。镍涂层还起到催化剂的作用,并保持反应进行,直到零件从镀液中取出。因此,可以形成相对较厚的涂层。涂层厚度通常在0.001英寸到0.002英寸之间。不同于电镀,化学镀镍板是完全均匀的,会进入孔和裂缝。镀层致密,硬度在43 HRC左右。其他金属也可以化学镀,但镍是最常用的。
化学涂料
对金属最常见的化学处理包括对钢进行磷酸清洗,以提供有限的短期氧化剂抗离子性,对各种类型的油漆设计,以提供更持久的腐蚀防护保护。黑色氧化物是一种成本较低的选择,可在各种类型的钢、不锈钢或铜基底上形成防腐蚀屏障。黑色氧化物也会使不需要光反射的表面变暗。
镀层 | ||||||||
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过程 | 商业规格 | 可选择的级别 | 后处理/等级 | 不同的电镀颜色 | 主要目的 | |||
镀镉 |
QQ-P-416
AMS-QQ-P-416 |
级别 I - 0.0005" 最小厚度 级别 II - 0.0003" 最小厚度 级别 III - 0.0002" 最小厚度 |
I型 - 镀态 II型 - 铬酸盐处理 III型 - 磷酸盐处理 |
无色 红青铜 棕色 橄榄褐色 黄色森林绿 |
主要用于保护钢和铸铁免受腐蚀。 | |||
镀铬 | QQ-C-320
AMS-QQ-C-320 |
一级-防腐蚀镀层 二级-工程电镀 |
I型-光亮饰面 II类-缎面 |
- | 这样生产的金属非常坚硬,耐腐蚀。该工艺用于要求具有优异耐磨性和/或耐腐蚀性的应用场合。 | |||
镀铜 |
MIL-C-14550B AMS 2418 |
级别 0 - 0.001" - 0.005" 厚度 级别 1 - 0.001" 最小厚度 级别 2 - 0.0005" 最小厚度 级别 3 - 0.0002" 最小厚度 级别 4 - 0.0001" 最小厚度 |
- | - | 良好的耐腐蚀性和导电性。 | |||
镀金 |
MIL-G-45204C |
级别 00 - 0.00002" 最小厚度 级别 0 - 0.00003" 最小厚度 级别 1 - 0.00005" 最小厚度 级别 2 - 0.0001" 最小厚度 级别 3 - 0.0002" 最小厚度 级别 4 - 0.0003" 最小厚度 级别 5 - 0.0005" 最小厚度 级别 6 - 0.0015" 最小厚度 |
类型 I - 99.7% 最少含金量 类型 II - 99.0% 最少含金量 等级 A - 90 努氏硬度 最大 等级 B - 91 - 129 努氏硬度 等级 C - 130 - 200 努氏硬度 等级 D - 201 努氏硬度 以上 |
- | 良好的耐腐蚀性和高耐变色性。可焊性和导电性极佳。 | |||
镀镍 | QQ-N-290
AMS-QQ-N-290 |
一级-防腐蚀镀层 二级-工程电镀 |
“一级-A级至G级 (0.0016英寸-0.0002英寸厚度) | - | 广泛用于装饰、工程和电铸目的。 | |||
镀银 |
QQ-S-365D ASTM B700 |
等级 A - 铬酸盐 后处理 等级 B - 无添加 处理 |
I型-哑光饰面 II型-半光亮饰面 III型-光亮饰面 |
- | 耐腐蚀性好,易变色。可焊性和导电性极佳。 | |||
镀锡 | ASTM B545
MIL-T-10727C |
类型 I - 电镀 类型 II - 热浸镀锌 |
- | - | 良好的耐腐蚀性和良好的可焊性。 | |||
真空镉 |
MIL-C-8837B AMS-C-8837 |
级别 I - 0.0005" 最小厚度 级别 II - 0.0003" 最小厚度 级别 III - 0.0002" 最小厚度 |
类型 I - 电镀 类型 II - 铬酸盐 处理 类型 III - 磷酸盐 处理 |
无色 红青铜 棕色 橄榄褐色 黄色森林绿 |
主要用于为无氢污染和可能脆化的零件提供耐腐蚀性。 | |||
镀锌 |
ASTM B633 |
苛刻条件 1 (Fe/Zn 5) - 普通条件, 5μm 厚度 苛刻条件 2 (Fe/Zn 8) - 中等条件`, 8μm 厚度 苛刻条件 3 (Fe/Zn 12) - 苛刻条件, 12μm 厚度 苛刻条件 4 (Fe/Zn 25)- 极度苛刻条件, 25μm 厚度 |
I型-镀态 II型-有色铬酸盐涂层 III型-无色铬酸盐涂层 IV型-磷酸盐膜 |
无色 蓝色 橄榄褐色 黄色“ |
耐腐蚀性好。 |
化学镀层 | ||||||||
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过程 | 商业规格 | 可选择的级别 | 后处理/等级 | 不同的电镀颜色 | 主要目的 | |||
黑色氧化物 |
MIL-C-13924 |
级别 1 - 碱性氧化法 级别 2 - 碱性铬酸盐氧化 级别 3 - 熔盐氧化法 级别 4 - 碱性氧化法 |
根据
MIL-C-16173 进行补充油处理MIL-C-16173 |
- | 一种均匀的,主要是装饰性的黑色涂层。有限的耐腐蚀性。 | |||
磷化膜
(轻型) |
TT-C-490E | - | I类 - 磷酸锌喷涂应用 磷酸锌浸泡或浸涂 II型-水性磷酸铁 III型-有机预处理涂层 (MIL-C-8514) 第IV类-停产V型-磷酸锌 |
- | I类 - 涂漆前的通用预处理 II型和IV型 - 用于涂漆后形成的零件 III型 - 尺寸和形状排除I、II、IV型 V型 - 磷酸锌 |
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磷化膜
(重型) |
MIL-DTL-16232G |
级别 1 (类型 M/Z) - 补充防腐处理或涂层 级别 2 (类型 M) - 润滑油补充处理 级别 2 (类型 Z) - 防腐剂的补充处理 级别 3 (类型 M/Z) - 无特殊处理 级别 4 (类型 M/Z) - 化学转化(可按规定染色) |
M型-磷酸锰基 Z型-磷酸锌基 |
- | 中低合金钢涂层。用作提供主要耐腐蚀性的补充涂层的基础。 |
化学镀层 | ||||||||
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过程 | 商业规格 | 可选择的级别 | 后处理/等级 | 不同的电镀颜色 | 主要目的 | |||
化学镀镍 |
MIL-C-26074F AMS 2404CAMS 2405B |
级别 1 - 电镀 级别 2 - 热处理 |
等级 A - 0.001" 最小厚度 等级 B - 0.0005" 最小厚度 等级 C - 0.0015" 最小厚度 |
- | 用于在不使用电流的情况下沉积镍。 |
润滑 | ||||||||
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过程 | 商业规格 | 可选择的级别 | 后处理/等级 | 不同的电镀颜色 | 主要目的 | |||
固体膜润滑 |
MIL-L-46010 |
- | 颜色1-天然产品颜色 颜色2-黑色 |
- | 用于减少磨损,防止金属磨损、腐蚀和咬合。 |