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弹簧涂层和表面处理

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
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, 5mm
厚度
苛刻条件 2 (Fe/Zn 8) -
中等条件`, 8mm
厚度
苛刻条件 3 (Fe/Zn 12) -
苛刻条件, 12mm
厚度
苛刻条件 4 (Fe/Zn 25)-
极度苛刻条件, 25mm
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
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
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
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 2404C
AMS 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
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。

 

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