紧固件在加工和处理过程中,尤其在电镀前的酸洗和碱洗以及随后的电镀过程中,表面吸收了氢原子,沉积的金属镀层然后俘获氢。当紧固件拧紧时,氢朝着应力蕞集中的部分转够,
引起压力增髙到超过基体金属的强度并产生微小的表面裂开。氢特别活动并很快渗入到新形成的裂隙中去。这种压力-裂开渗入的循环一直继续到紧固件断裂。通为了消除氢脆的威胁,紧固件要在镀后尽可能快地加热烘焙,以使氢从镀层中渗出,烘焙通常在375-4000F(176-190℃)进行3-24小时。 由于机械镀锌是非电解质的,这实际上消除了氢脆的威胁。
电镀前模具状态要求:生产稳定性验证。根据新项目模具调试经验,初次镀铬的模具要求生产2000件以上,制件封样报告审批完成及问题点锁定后再安排;重新镀铬的模具零件要求表面质量评审值与制件封样状态一致。同时,模具零件电镀后型面粗糙度降低,一定程度上减小拉深阻力,为模拟电镀后的模具状态,通常降低拉深工序10%的气垫压力进行验证,提前识别缺陷并制定应对措施。所示为气垫压力降低10%后制件拉深的状态,无起皱或缩颈开裂问题,表明当前模具状态具备充足的零件成形裕度。
模具电镀零件热处理工艺与焊接分析
根据冲模设计规范,拉深筋的硬度需满足48~53HRC。为达到该技术规范,模具厂通常对拉深筋槽进行热处理,提升筋槽的硬度以满足板材的成形特性。但热处理设备与热处理工艺选择不当时,会增加零件淬火后产生裂纹的敏***。对压边圈裂纹及其周围区域分析发现,裂纹主要分布于淬火或施焊过的区域,裂纹均垂直于拉深筋,裂纹长度45~100mm,且裂纹形貌与淬火裂纹极为相似,采用RMG4015裂纹测深仪(测量范围0~99.9mm,铁的重复性±0.1mm,检测适宜温度0~45℃)探测的裂纹深度为1.8~9mm。
电镀过程分析
模具零件电镀的主要工艺流程:除油清洗、酸洗退铬、中和、清洗、阳极设置、电镀及抛光等。在酸洗与电镀过程中,由于氢原子直径较小,能在Fe晶格中自由运动,在酸性电解质环境下,溶液中的H 从模具零件表面尤其是细微裂纹处渗入基材内部并自由移动。在移动过程中,H 容易在晶格空位、位错、疏松孔隙及微小裂纹处聚集并生成氢分子H2,氢离子向氢原子转化过程中体积约膨胀10倍,不断积累形成的高压气团膨胀促使裂纹生成或裂纹源进一步扩展,严重降低材料的力学性能,即发生氢脆现象。
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