電刷鍍技術(shù)理論知識

PAGEPAGE6電刷鍍技術(shù)理念知識第一節(jié)概述一、電刷鍍技術(shù)的基本原理電刷鍍是依靠一個與陽極接觸的墊或刷提供電鍍需要的電解液，電鍍時，墊或刷在被鍍的陰極上移動的一種電鍍方法。電刷鍍使用專門研制的系列電刷鍍?nèi)芤?、各種形式的鍍筆和陽極，以及專用的直流電源。工作時，工件接電源的負極，鍍筆接電源的正極，靠包裹著的浸滿溶液的陽極在工件表面擦拭，溶液中的金屬離子在零件表面與陽極相接觸的各點上發(fā)生放電結(jié)晶，并隨時間增長逐漸加厚，由于工件與鍍筆有一定的相對運動速度，因而對鍍層上的各點來說是一個斷續(xù)結(jié)晶過程。二、電刷鍍技術(shù)的特點電刷鍍鍍層的形成從本質(zhì)上講和槽鍍相同，都是溶液中的金屬離子在負極（工件）上放電結(jié)晶的過程。但是和槽鍍相比，電刷鍍中鍍筆和工件有相對運動，因而被鍍表面不是整體同時發(fā)生金屬離子還原結(jié)晶，而是被鍍表面各點在鍍筆與其接觸時發(fā)生瞬間放電結(jié)晶。因此，電刷鍍技術(shù)在工藝方面有其獨特之處，其特點可歸納如下：1、設(shè)備簡單，不需要鍍槽，便于攜帶，適用于野外及現(xiàn)場修復(fù)。尤其對于大型、精密設(shè)備的現(xiàn)場不解體修復(fù)更具有實用價值。2、工藝簡單，操作靈活，不需要鍍的部位不要用很多的材料保護。3、操作過程中，陰極與陽極有相對運動，故允許使用較高的電流密度，它比槽鍍使用的電流密度大幾倍到幾十倍。4、鍍液中金屬離子含量高，所以鍍積速度快（比槽鍍快5倍～10倍）。5、溶液種類多，應(yīng)用范圍廣。目前已有一百多種不同用途的溶液，適用于各個行業(yè)不同的需要。6、溶液性能穩(wěn)定，使用時不需要化驗和調(diào)整；無毒，對環(huán)境污染??；不燃、不爆，儲存、運輸方便。7、配有專用除油和除銹的電解溶液，所以表面預(yù)處理效果好，鍍層質(zhì)量高，結(jié)合強度大。8、有不同型號的鍍筆，并配有形狀不同、大小不一的不溶陽極，對各種不同幾何形狀及結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零部件都可修復(fù)。某些陽極也可使用可溶性陽極。9、費用低，經(jīng)濟效益大。10、鍍后一般不需要機械加工。11、一套設(shè)備可在多種材料上刷鍍，可以鍍幾十種鍍層。獲得復(fù)合鍍層非常方便，并可用疊層結(jié)構(gòu)得到大厚度鍍層。12、鍍層厚度的均勻性可以控制，既可均勻鍍，也可以不均勻鍍。三、電刷鍍技術(shù)的的用途1、修復(fù)槽鍍產(chǎn)品的缺陷。2、修復(fù)加工超差件及零件的表面磨損，恢復(fù)其尺寸精度和幾何形狀精度。3、修復(fù)零件表面的劃傷、溝槽、凹坑、斑蝕。4、強化新品表面，使其有較高的力學(xué)性能和較好的物化性能。5、制備零件表面的防護層，如要求表面耐腐蝕、耐高溫、耐氧化，對鋁及鋁合金表面進行氧化處理。6、完成槽鍍難于完成的作業(yè)。如：（1）零件太大或要求特殊而無法槽鍍。（2）工件難以拆裝或拆裝運輸費用昂貴，對大型設(shè)備現(xiàn)場修理。（3）只需局部鍍的大件或鍍盲孔。（4）零件浸入鍍槽會引其他部位的損壞或污染鍍液。第二節(jié)電刷鍍設(shè)備現(xiàn)代電刷鍍技術(shù)要求有專用的設(shè)備和工輔具。它包括電源裝置，一整套齊備的鍍筆工具和可更換的陽極及包裹材料，還有夾持零件轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)胎和其他輔助工具。一、電源電源是實施電刷鍍的主要設(shè)備，是用來提供電能的裝置。因此，必須達到下列設(shè)計要求：1、電源必須具備變交流電為直流電的功能，并要求負載電流在較大范圍內(nèi)變化時，電壓的變化很小。2、輸出電壓應(yīng)能無級調(diào)節(jié)，以滿足各道工序和不同溶液的需要。常用電源電壓可調(diào)節(jié)范圍為0V～30V，大功率電源最高電壓可達到50V。3、電源的自調(diào)作用強，輸出電流應(yīng)能隨鍍筆和陽極接觸面積的改變而自動調(diào)節(jié)。4、電源應(yīng)裝有直接或間接地測量鍍層厚度的裝置，以顯示或控制鍍層的厚度。5、有過載保護裝置。當超載或短路時，能迅速切斷主電路，保護設(shè)備和人員安全。6、電源應(yīng)體積小、質(zhì)量輕，工作可靠，操作簡單，維修方便。目前，國內(nèi)有許多廠家生產(chǎn)電刷鍍電源，以其控制和輸出形式，大體有恒壓式、恒流式、脈沖式三種類型。其組成部分和工作原理是基本相同的，一般主要由整流裝置、安培小時計、過載保護電路及其他一些輔助電路組成。二、鍍筆鍍筆由陽極與鍍筆桿組成，鍍筆桿包括導(dǎo)電桿、散熱器、絕緣手柄等。1、陽極的分類及選用按所使用的材料陽極可分為：石墨陽極、鉑銥合金陽極、不銹鋼陽極、可溶性陽極和其他材料陽極。為了適應(yīng)不同形狀和不同尺寸工件的需要，可將陽極制作成圓柱、半圓、月牙、平板、方條、線狀等各種形狀。在實踐操作中，選用什么形狀及多大尺寸的陽極，要根據(jù)待鍍工件表面的形狀和大小平?jīng)Q定。例如：線細狀陽極適用于填補溝槽、凹坑；圓柱狀陽極用于內(nèi)徑或小平面，半圓形陽極用于內(nèi)孔或平面；月牙形陽極用于外圓；平板形陽極用于平面或外圓等。一般小面積刷鍍，設(shè)計的陽極工作面積占被鍍面積的1/5～1/3為最佳。但刷鍍大面積時，由于受材料大小和強度的限制，不可能做成很大尺寸的陽極，所以只能根據(jù)現(xiàn)有材料的尺寸，做出盡量大的陽極來使用。2、陽極的包裹及包裹材料目前使用的陽極，其外表面如不用適當?shù)牟牧习遣辉试S直接用來刷鍍的。陽極包裹的作用是儲存鍍液，防止陽極與工件直接接觸短路，以免燒傷工件。同時對陽極表面腐蝕下來的石墨粒子和其他雜質(zhì)起到機械過濾作用。常用的包裹材料主要是醫(yī)用脫脂棉，滌綸棉套，或人造毛套等。包裹時，一般先在陽極表面上包一層適當厚度的脫脂棉花，外面再用滌綸棉套或人造毛套裹住。陽極的包裹主要是將與工件接觸的表面包起來。包裹圓柱、平板形陽極的步驟和方法是：（1）將脫脂棉花撕成片狀（厚度約3mm～6mm）。（2）根據(jù)陽極形狀和大小，用剪刀將棉花剪成條狀。（3）用棉花條沿陽極外表面包裹。棉花的開頭與收尾應(yīng)扯成楔形，使棉套緊密均勻。（4）選擇適當尺寸的滌綸綿套套住棉花，并用橡皮筋捆緊，以提高棉套的耐磨性。陽極的包裹層厚度要均勻、適當。太厚時，雖然儲存鍍液多，但電阻大，沉積速度慢，太薄時，儲存鍍液少，容易磨穿，造成工件局部過熱，甚至發(fā)生短路，影響鍍層質(zhì)量。包套厚度一般取5mm～15mm（指包套在虛態(tài)情況下）。3、鍍筆的使用和保管在刷鍍時，對于每一種溶液都必須有一支或幾支專用鍍筆。每支鍍筆使用前都必須先在筆桿上貼上所用鍍液的名稱標簽，不能混用。鍍筆用完后要用清水沖洗干凈分別存放，不能混放，更不能混用，尤其是鍍銅與鍍鎳的鍍筆不能混用，以免鍍液互相污染。下一次使用鍍筆前，應(yīng)注意檢查電纜線插孔處是否有銹蝕，若有銹蝕，要拆卸清理干凈。石墨陽極長時間使用也會被腐蝕，可用銼刀、刮刀等工具將表面腐蝕刮除，繼續(xù)使用。過度腐蝕就要報廢。陽極包套一旦磨穿就要及時更換。換下的棉花一般不能再用，較干凈的棉花可用水沖冼，曬干后繼續(xù)使用。用過的鍍筆，長時間不再用時，應(yīng)將陽極、鎖緊螺帽、導(dǎo)電桿、散熱器分別拆開，清理干凈后分別保管，以備再用。三、輔助器具及材料1、轉(zhuǎn)胎它是用來夾持零件轉(zhuǎn)動的設(shè)備。為了滿足陰極和陽極之間相對運動速度的要求，減少勞動強度，對于軸類零件的電刷鍍，它是不可缺少的設(shè)備。2、盛液杯、塑料盤、擠壓瓶盛液杯用來盛裝鍍液，塑料盤用來回收鍍液或廢水，擠壓瓶用來盛沖洗水或裝鍍液作為供送鍍液的器具。3、手提式電機、各種小砂輪、油石、刮刀這些是用來清理、整形工件的劃痕、溝槽、凹坑等缺陷和修整鍍層不可缺少的一整套工具。4、絕緣膠帶、塑料布絕緣膠帶和塑料布用來粘貼和遮蔽工件的非鍍面，防止污染和腐蝕。5、剪刀、橡皮筋、針和線剪刀用于剪棉花和滌棉套，橡皮筋做捆扎包套用，針和線用來縫合包套。第三節(jié)電刷鍍?nèi)芤弘娝㈠內(nèi)芤号c有槽電鍍?nèi)芤合啾扔忻黠@的特點。大多數(shù)金屬鍍液都是有機鰲合物的水溶液；除了小部分有特殊要求的鍍液（金、銀）外，其余的鍍液都不含有氰化物；鍍液中金屬離子含量高，沉積速度快；部分溶液的酸性或堿性較強，多數(shù)溶液的pH值在4～10之間，其腐蝕性小。酸性鍍液一般比堿性鍍液的沉積速度快，但酸性鍍液一般不宜直接在組織疏松的材料上起鍍；堿性鍍液和中性鍍液比酸性鍍液的沉積速度慢些，但是它們的鍍覆工藝性能和鍍覆層的力學(xué)性能是比較好的。電刷鍍?nèi)芤悍譃楸砻骖A(yù)處理溶液、單金屬鍍液、合金鍍液、退鍍液和鈍化液5大類，共18個系100多個品種。電刷鍍?nèi)芤嘿|(zhì)量的好壞直接關(guān)系到工件的修復(fù)質(zhì)量。一般來講，對電刷鍍所用溶液有以下要求：（1）溶液長時間不用時，不應(yīng)有沉淀、變色、變質(zhì)發(fā)生；（2）鍍液中金屬離子濃度較為恒定；（3）鍍液利用率高，用過的廢液對環(huán)境污染少或無污染；（4）鍍液對人體傷害少或是綠色環(huán)保鍍液。一、表面預(yù)處理溶液用于表面預(yù)處理的溶液主要有電解除油液（電凈液）和對表面電解刻蝕（除銹）的活化液。（一）1號電凈液的性能、用途與工藝規(guī)范該溶液為無色透明的堿性水溶液，pH=13，凍點為－10℃。可以長期存放，腐蝕性小。1號電凈液具有較強的去油污能力，并且有輕微的去銹蝕作用，適用于所有金屬表面的電解除油。工作電壓8V～15V相對運動速度60mm/s～電源極性正接（高強度鋼除外）（二）0號電凈液的性能、用途與工藝規(guī)范這是一種與1號電凈液性能相似的除油溶液。無色透明，pH=13，凍點為－10℃，工作電壓8V～15V相對運動速度60mm電源極性正接（三）1號活化液的性能、用途與工藝規(guī)范該溶液無色透明，呈酸性，pH=0.4，凍點為－15℃，可長期存放。1號活化液有去除金屬表面氧化膜和疲勞層的能力，對基體腐蝕較慢，適用于低碳鋼、低碳合金鋼以及白口鑄鐵等材料的表面活化處理。活化時按以下工藝規(guī)范操作：工作電壓8V～15V相對運動速度100mm/s～160電源極性正接或反接（四）2號活化液的性能、用途與工藝規(guī)范溶液的pH=0.3，無色透明，凍點為－17℃，可長期存放。2號活化液具有較強的去除金屬表面氧化膜和疲勞層的能力，對基體腐蝕快，適用于中碳鋼、中碳合金鋼、高碳鋼、高碳合金鋼、鋁和鋁合金、灰口鑄鐵、鎳層以及難熔金屬的活化處理。也可用于去除金屬毛刺和剝蝕鍍層。操作工藝規(guī)范為：工作電壓6V～14V相對運動速度100mm/s～160mm電源極性反接（五）3號活化液的性能、用途與工藝規(guī)范3號活化液呈淡綠色，pH=4，凍點為－9℃，可長期存放。3號活化液對鐵素體基體的作用較弱，甚至不起作用，而對碳化物的作用很強。因此除對銅等少數(shù)材料活化時單獨使用外，一般與其他活化液（1號、2號）配合使用。主要用途是去除中、高碳鋼、鑄鐵等材料經(jīng)1號、2號活化液活化后表面出現(xiàn)的炭黑層，以提高鍍覆層與基體的結(jié)合強度。其操作工藝規(guī)范為：工作電壓10V～25V相對運動速度100mm/s～130電源極性反接（六）4號活化液的性能、用途與工藝規(guī)范該溶液無色透明，pH=0.2，凍點為－18℃，可長期存放。4號活化液腐蝕能力很強，適用于鈍化狀態(tài)的鉻、鎳鋼或者經(jīng)上述活化液活化后仍難施鍍的基體材料的活化處理。也可用于去除金屬毛刺和剝蝕舊鍍層。操作工藝規(guī)范為：工作電壓10V～25V相對運動速度100mm/s～160mm電源極性反接二、單金屬鍍液（一）鍍鎳溶液1、鎳的性質(zhì)和用途在表面鍍覆技術(shù)中，鎳是應(yīng)用最廣泛的鍍層。尤其在機械零件修復(fù)和強化零件表面用得最多。這是因為鎳鍍層具有優(yōu)良的物理、化學(xué)和力學(xué)性能。鎳鍍層在真空中有很好的化學(xué)穩(wěn)定性，不易變色。鎳有很強的鈍化能力，能夠迅速地生成一層很薄的鈍化膜，所以在常溫下能很好地抵抗大氣、堿和某些酸的腐蝕。例如：鎳在有機酸中很穩(wěn)定，在濃硝酸中處于鈍化狀態(tài)，在硫酸和鹽酸中溶解緩慢，但易溶于稀硝酸中。電刷鍍鎳層具有較高的硬度，并有較好的塑性。因此，被廣泛應(yīng)用于要求硬度高、耐磨性好的零件表面。鎳還有較好的抗高溫氧化性能，在溫度高于600℃時，表面才被氧化。電刷鍍的鎳層晶粒很細小，具有良好的拋光性能。經(jīng)拋光的鍍鎳層可以得到很光亮的外表，在大氣中可長時間保持光澤性。2、特殊鎳的性能、用途及工藝條件特殊鎳溶液是一種強酸性鍍液，pH=1，顏色呈深綠色，有較強的醋酸味。溶液中鎳離子含量為85g/L，密度1.23g/cm，鍍層硬度HB550。特殊鎳與絕大多數(shù)金屬基體（鑄鐵等疏松材料除外）都有很高的結(jié)合力，鍍層致密，耐磨性好。主要用作在鋼、鋁、銅、不銹鋼、鉻、鎳等材料上鍍底層或中間夾心層，也可用作鍍覆耐磨層。用在不銹鋼、鉻、鎳上鍍底層時，為使其與基體結(jié)合良好，通常在酸性活化后，不用水漂洗而直接鍍特殊鎳。操作時先不通電，用鍍筆蘸上溶液將被鍍表面擦拭一遍，通電后，先用18V沖擊鍍一遍被鍍表面，然后降至12V，相對運動速度100mm/s～160mm/s，工件接電源正極。3、快速鎳的性能、用途與工藝規(guī)范該溶液略呈堿性，pH=7.5～7.8，藍綠色，可嗅到氨水氣味，鎳離子含量為53g/L，密度1.5g/cm3，鍍層硬度HRC45～48。溶液的特點是沉積速度快，鍍覆層硬度高，抗磨損，并且耐腐蝕性也較好?？稍诟鞣N材料上鍍覆工作層、恢復(fù)尺寸層或鍍復(fù)合層，更適用于鑄鐵上鍍底層。工藝規(guī)范如下：工作電壓10V～15V相對運動速度130mm/s～250mm/s電源極性正接在10V～15V電壓，130mm/s～250mm/s相對運動速度下，電刷鍍的快速鎳鍍層的硬度較高，并具有良好的耐磨性，其硬度和耐磨性指標等于或高于45號鋼淬火加180℃回火后的硬度和耐磨性。硬度的峰值出現(xiàn)在12V及180mm/s附近，大小約為HV668。耐磨性的峰值出現(xiàn)在14V及180mm/s附近，大小約為45號鋼淬火加180℃回火后的1.7倍。4、堿性鎳的性能、用途與工藝規(guī)范溶液pH=8.5，呈藍綠色，鎳離子含量為54.4g/L，鍍層硬度HB500。鍍液的沉積速度快，有良好的工藝性。鍍層組織細密，顏色均勻，應(yīng)力低，可鍍層厚。適用于各種材料上鍍尺寸層或工作層。可代替中性鎳使用。工藝規(guī)范如下：工作電壓8V～14V相對運動速度130mm/s～20電源極性正接5、中性鎳的性能、用途與工藝規(guī)范該溶液呈深綠色，pH=7，鎳離子含量為28g/L，鍍層硬度HB500。鍍液的沉積速度快，有良好的工藝性。鍍層組織細密，顏色呈銀白色，耐腐蝕性好?？捎糜谛扪a薄鍍層，作鑄鐵的底層，也可作為銅與酸性鎘的交替層。工藝規(guī)范如下：工作電壓10V～14V相對運動速度100mm/s～160mm/s電源極性正接6、低應(yīng)力鎳的性能、用途與工藝規(guī)范這是一種專為沉積厚鍍層時提供夾心層而研制的溶液。溶液pH=3.5，呈綠色，鎳離子含量為75g/L，密度1.20g/cm3，硬度HB350。使用時先將鍍液預(yù)熱到50℃，可以得到組織細密、具有壓應(yīng)力或較小拉應(yīng)力的鍍覆層。主要用于復(fù)合鍍層中的夾心層，也可作為保護鍍層。工藝規(guī)范如下：工作電壓8V～14V相對運動速度100mm/s～160mm/s電源極性正接（二）鍍銅溶液銅是玫瑰紅色的金屬，原子量63.54，密度8.92g/cm3，熔點為1083℃。銅溶液有沉積速度快，鍍層硬度適中的特點，所以被廣泛用作快速恢復(fù)尺寸層或鍍厚層。也可用來改善導(dǎo)電性、釬焊性或在鋼件上鍍防滲碳、防滲氮層。1、堿性銅的性能、用途與工藝規(guī)范堿銅溶液呈藍紫色，pH=9.2～9.8，金屬銅含量為62g/L，密度1.14g/cm3，鍍層硬度HB250。鍍液沉積速度快，腐蝕性小，最常用作快速恢復(fù)尺寸層和填補溝槽；特別適用于鋁、鑄鐵或鋅等難鍍材料上鍍覆；在鋼件上鍍覆時，最好先用特殊鎳打底，以便獲得更高的結(jié)合力。鍍層組織細密，厚度在0.01mm時，就有良好的防滲碳、防滲氮能力。其工藝規(guī)范如下：工作電壓10V～14V相對運動速度100mm/s～200mm/s電源極性正接2、高速酸性銅的性能、用途與工藝規(guī)范溶液呈深藍色，pH=1.5，金屬銅含量為116g/L，密度1.28g/cm3，鍍層硬度HB300。該鍍液有較高的沉積速度，主要用于大厚度快速恢復(fù)尺寸，填補凹槽。鍍液腐蝕性大，鍍前應(yīng)將鄰近的非鍍覆表面保護好。鍍層平滑致密，比酸性銅鍍層硬，容易機械加工。高速銅在大電流密度下鍍覆時晶粒易變粗，應(yīng)保證鍍液的連續(xù)供給。該溶液不能直接在鋼（某些不銹鋼除外）及少數(shù)貴金屬上鍍覆，鍍前要用鎳打底層。在銅基體上鍍覆高速酸銅時，應(yīng)在通電前先用該溶液濕潤被鍍表面。工作電壓8V～14V相對運動速度160mm/s～電源極性正接3、高堆積堿銅的性能、用途與工藝規(guī)范鍍液呈紫色，pH=8.5～9.5，金屬銅含量為82g/L，密度1.28g/cm3，鍍層硬度HB250。鍍液有較高的沉積速度，能獲得厚鍍層，鍍層應(yīng)力小。該鍍液無腐蝕性，用途很廣泛，主要用于鍍覆尺寸層。特別推薦在鎘或錫零件上填補凹坑，也可用于印刷電路板的修理。其工藝規(guī)范如下：工作電壓8V～14V相對運動速度130mm/s～200mm/s電源極性正接三、合金鍍液合金鍍層是指含兩種或兩種以上金屬的鍍層。合金分機械混合、固溶體和金屬化合物三種結(jié)構(gòu)形式。合金鍍層具有單一金屬鍍層所不能達到的性能，它比單一金屬鍍層更能滿足對金屬制品表面提出的更高要求。合金鍍層都具有一些優(yōu)異的理化性能和力學(xué)性能，如抗腐蝕、耐高溫，較高的硬度和耐磨性，優(yōu)美的外觀和較好的釬焊性等，因此，它們被廣泛地用作防護、裝飾、耐磨和其他功能性鍍層。例如：鎳－鎢、鎳－鈷合金鍍層，不但硬度高、耐磨損，而且耐高溫，可作軸承、活塞、氣缸、模具等零件的防護工作層。1、鎳－鎢合金溶液的性質(zhì)、用途與工藝規(guī)范該溶液呈綠色，pH=2～3，溶液中含鎳85g/L，含鎢15%，鍍覆層硬度HB750。溶液性能很穩(wěn)定。鍍層硬度高，抗磨損，主要用作耐磨件鍍覆工作層，鍍覆層厚限制在0.03mm～0.07mm范圍內(nèi)為最好。因此，可作為其他鍍層的覆蓋層，對較厚的鍍層可先鍍一層酸性鎳或低應(yīng)力鎳。也可以與特殊鎳交替鍍覆疊鍍層，操作時，每層鎳－鎢合金都要用油石或砂紙打磨光滑，經(jīng)電凈與1號活化液處理后，再鍍特殊鎳。工藝規(guī)范如下：工作電壓10V～15V相對運動速度60mm/s～160mm/s電源極性正接2、鎳－鎢（D）合金溶液的性質(zhì)、用途與工藝規(guī)范該溶液呈深綠色，pH=1.4～2.4，含鎳80g/L，鍍覆層硬度HRC55。該溶液有比鎳－鎢合金更優(yōu)良的性能，硬度和耐磨性更高；可獲得較厚的鍍覆層，殘余應(yīng)力小。在高強度鋼上鍍覆氫脆性很小，在某些難鍍金屬上鍍覆都能得到較好的結(jié)合力。主要用于各種零件上鍍覆工作層。工藝規(guī)范與鎳－鎢合金相同。3、鎳－鈷合金溶液的性質(zhì)、用途與工藝規(guī)范淺綠色，pH=3.2，常溫下有酸性氣味。鍍層沉積速度快，韌性及耐熱性好，鍍厚能力強，鍍層硬度約為HRC50～55，工藝規(guī)范如下：工作電壓3V～8V相對運動速度160mm/s～23電源極性正接第三節(jié)電刷鍍鍍前表面預(yù)處理技術(shù)一、概述所有待鍍覆的零件表面，鍍前均需進行表面預(yù)處理，使其顯露出潔凈的新鮮基體，以便與鍍層的結(jié)合足夠牢靠。施鍍前，用適當?shù)姆椒ㄇ宄砻嫔嫌臀酆弯P蝕，并對其進行機械加工（車、磨等）是鍍覆前表面預(yù)處理的主要內(nèi)容。任何零件表面。粗看起來無論顯得如何干凈，而實際上幾乎總存在著某些污垢物，這些污垢物對鍍出高質(zhì)量的鍍層起著破壞作用。零件表面上最常見的污垢物按其性質(zhì)可分為下列三種類型：1、油類、脂類及其他有機物；2、氧化物、疲勞層及相類似的其他金屬化合物；3、各種夾雜物，如石墨、砂子、灰塵及機械附著在零件表面上的其他金屬顆粒等。零件鍍覆時，對表面上的污垢物必須清除干凈。否則金屬離子很難在陰極上結(jié)晶；或者生成一連片的單獨的小皰瘤，這些小皰瘤沒有完全將表面覆蓋住，更沒有與基體牢固地結(jié)合。如果零件表面有少許的油脂或氧化物時，即使能形成組織正常的鍍層，但與基體的結(jié)合也是很不牢固的。這種情況往往不能當時被發(fā)現(xiàn)，而是在經(jīng)過一段時間使用后才被發(fā)現(xiàn)。鍍層在以后的使用中，在機械作用（彎曲、沖擊等）或受熱作用下就會開裂和脫落。當鍍件表面有局部的點狀油脂或氧化物時，所得到的鍍層是不致密的，即多孔或者有小氣泡和鼓包，這些小氣泡和鼓包通常是在加熱時出現(xiàn)。鍍件表面有砂粒、灰塵或其他固體質(zhì)點存在時，得到的鍍層是不牢固的，即多孔并有小皰瘤，容易發(fā)脆，造成局部脫落。有時，雖然對鍍件表面上的油脂和氧化膜用適當?shù)姆椒ǎɑ瘜W(xué)法或電化學(xué)法）清除干凈了，但如果其表面上殘留的化學(xué)溶液沒有沖洗干凈或者沖洗水雜質(zhì)太多，那么鍍層與基體的結(jié)合也是不牢固的。有些零件經(jīng)過長期使用后，表面形成了一層疲勞層，它是機械地附著在零件表面上的很疏松的一層金屬顆粒，如果在鍍覆前不清除掉，那么新鍍覆在上面的鍍層也將會隨著這一疲勞層很快脫落下來。在很粗糙的零件表面上施鍍，鍍層也是粗糙的，不牢固的。施鍍時應(yīng)盡量提高工件表面的光滑度和清潔度，以得到最良好鍍層結(jié)合力。表面有劃傷、研傷，出現(xiàn)溝槽和凹坑時，也必須用適當?shù)姆椒ㄟM行修整、打磨，去掉尖角、高棱，使其圓滑過渡，以減少應(yīng)力集中。此外，對新零件進行施鍍時，也要做好表面預(yù)處理工作。二、表面預(yù)處理方法和要求鍍件表面鍍前預(yù)處理主要有三種方法：1、機械加工。包括手工擦拭、車削、磨削、磨光、拋光等，用以清除表面的粗糙狀態(tài)、氧化皮和臟物等。2、化學(xué)處理。用堿性溶液或有機溶劑除去表面污染，用酸液除去表面銹蝕和氧化皮等。3、電化學(xué)處理。包括用特制的溶液進行電解除油和對表面進行電解刻蝕，使基體晶格充分裸露，使表面處于活化狀態(tài)。顯然，對于不同的鍍件表面，應(yīng)選擇不同的方法去處理。如對經(jīng)過長期使用、表面磨損、有油污和結(jié)炭層的鍍件，可用棉紗蘸清洗劑或堿液擦洗油污，然后用磨削或車削等機械加工法去除疲勞層，再用丙酮擦洗等化學(xué)法除油，最后用專門配制的電凈液和活化液電解除油和除銹。而對于經(jīng)過精加工后超差的新件，可直接用電化學(xué)法除油和除銹。對于一些軸、孔的內(nèi)外徑、平面等出現(xiàn)局部偏磨現(xiàn)象，表面油污不太多，也可以不經(jīng)機械加工而直接用電化學(xué)法處理表面。在對零件表面上的劃痕、溝槽和凹坑等缺陷進行填補修復(fù)時，應(yīng)先進行整形。方法是：對劃痕和溝槽，先用電動或氣動的片狀砂輪進行開槽，再用組銼、油石等工具修整，去掉毛剌，防止尖端放電，使溝痕與基體面呈圓滑狀態(tài)。對窄而深的溝槽應(yīng)適當加寬，修整后的寬度約為深度的2倍，使鍍筆可以接觸溝底，以保證施鍍質(zhì)量。對于表面壓傷或因腐蝕而出現(xiàn)的凹坑，可用紙狀砂輪除去粗糙物，拓寬根部和表面，再用油石、砂紙等修磨。修整后的寬度和深度略大于原來的寬度和深度。如果表面的刻痕很密集，或腐蝕小坑成片狀，可用砂輪、刮刀、銼刀、砂紙等工具將缺陷全部清除，使其平滑。三、預(yù)處理后的表面粗糙度和清潔度要求及其測試方法在比較粗糙的表面鍍覆時，所得到的鍍層也是粗糙的，不僅不能滿足表面粗糙度的要求，而且鍍層的耐磨性和抗腐蝕性也較差。為了能獲得高質(zhì)量的鍍層，使其達到所要求的粗糙度，對那些比較粗糙的表面，在鍍前應(yīng)進行車削、磨削、拋光、打磨等機械加工。一般經(jīng)機械加工后的表面粗糙度應(yīng)達到Ra=1.6以上，對于要求較高的制品表面可用磨光、拋光等方法，使粗糙度達Ra=0.8以上。有些要求有良好反光性能的鍍層表面，可在鍍后進行拋光處理。用來測量表面粗糙度的儀器裝置大致可分為兩類：一類是接觸型，儀器的觸針直接與表層接觸；另一類是非接觸型，例如一種數(shù)學(xué)式光學(xué)輪廓儀，可測定避免被觸針劃傷的軟金屬表面覆層。在某些材料上施鍍時，倘若該表面只經(jīng)過精拋光和除去油污和氧化物，而未用適當?shù)娜芤夯罨g，那么鍍層與基體金屬的結(jié)合力和鍍層的抗彎能力均比經(jīng)適當溶液活化浸蝕后、微觀上略微粗糙的表面上得到的鍍層為差。所以，幾乎所有材料表面，在鍍前都必須用適當溶液活化浸蝕，使基體顯露出新鮮的表面。預(yù)處理后的表面，必須非常潔凈，顏色應(yīng)均勻一致，潤濕性好，嚴禁用手或其他東西觸及表面，一旦接觸就可能留下油污，對鍍層的結(jié)合性能產(chǎn)生有害的影響。一般情況下，預(yù)處理好的表面都應(yīng)及時進行施鍍，不能停留較長時間。因為新鮮的基體表面暴露在空氣中很容易被氧化。對于在空氣中極易氧化的金屬更應(yīng)采取相應(yīng)措施，如經(jīng)活化處理并用清水漂洗后，在不通電情況下，立即用鍍筆在制品表面覆蓋一層被鍍金屬溶液，防止氧化。鍍層與基體金屬是靠原子之間的庫侖力而吸附結(jié)合的，只有鍍件表面非常潔凈并且金屬晶格充分顯露，才能使鍍層與基體的結(jié)合得到可靠的保證。表面潔凈度的高低是衡量表面預(yù)處理質(zhì)量好壞的重要指標。檢測表面清潔度的常用方法如下：1、目測法：在室內(nèi)白天光線或照明相當?shù)娜展鉄粝?，用肉眼檢查表面有無殘留污物，如有任何明顯污物則為不合格。２、擦拭法：用清潔柔軟不掉毛的白布或黑布擦拭，觀察布的表面有無異物污染，如有明顯的沉積污染為不合格。３、水滴試驗法：在水珠滴在工件表面，除油不徹底的表面，水滴成球形，表面傾斜時會滾落下來，除油徹底時，水滴散布于表面呈水膜，水膜均勻攤開沒有干斑。四、表面除油(一)油污的性質(zhì)油污按其化學(xué)性質(zhì)可分為兩大類：皂化類和非皂化類。所有植物和動物油脂都屬于皂化類，它們都是甘油和高分子有機酸的脂類。這些油脂之所以稱為皂化油脂，是由于它們在堿的作用下能分解生成一種溶于水的脂肪酸鹽——肥皂和甘油。這個反應(yīng)稱為皂化反應(yīng)，生成的肥皂和甘油溶于水，即可被水沖洗掉。非皂化油脂是由不同成分的碳氫化合物的混合物所組成的礦物油，如汽油、凡士林、各種潤滑油等。這類油脂在堿的作用下不起化學(xué)分解反應(yīng)，因此稱為非皂化油脂。但它們能在一定條件下與堿形成乳濁液，也可以從金屬表面除去。（二）除油方法在鍍覆過程中，一般是用下列幾種方法除油。這幾種方法通常是結(jié)合起來使用，以達到最佳除油效果。１、機械除油機械除油一般作為表面除油的第一道工序。它是用車床車削、鋼絲刷擦刷等方法機械地將表面污垢除去。還可用棉紗蘸堿性溶液擦洗油污。２、有機溶劑除油這是一種用有機溶劑來溶解皂化和非皂化油脂的方法。最常用的有機溶劑是丙酮和酒精。該方法的特點是除油速度快，對基體金屬無腐蝕作用，但有機溶劑易燃，并且除油不太徹底，在溶劑揮發(fā)后，表面上會留下一層油膜。因此，在大多數(shù)情況下，用有機溶劑除油后，還必須進行補充除油，如用電化學(xué)法除油。３、化學(xué)除油化學(xué)除油就是利用堿性溶液對油脂的皂化和乳化作用，除去皂化性油脂；利用堿液中表面活性劑（乳化劑）的乳化作用除去非皂化性油脂。４、電化學(xué)除油電化學(xué)除油又稱為精除油。是在通電的情況下，用鍍筆蘸特制的除油液——電凈液，在制品表面擦拭所進行的電解除油過程。對幾乎所有的待鍍件，電化學(xué)除油都必須作為最后一道除油工序。電化學(xué)除油比上述任何一種除油法的效果都要好。電化學(xué)除油分為陰極除油、陽極除油和周期性變換極性聯(lián)合除油三種方法。５、超聲波除油將帶有油污的零件放入除油液中以一定頻率的超聲波輻射進行除油的過程，叫做超聲除油。（三）除油方法選擇除油方法的選擇，取決于基體材料的性質(zhì)、零件大小、幾何形狀的復(fù)雜程度、批量以及零件表面油污的性質(zhì)和數(shù)量等因素。當表面油污較多，但對制品精度要求不高時，宜先用機械法除油垢臟物，再用清洗劑清洗和丙酮擦拭，最后用電化學(xué)除油。對于一些大型的零件或設(shè)備中不易拆卸的部件局部施鍍時，通常是用手工刷洗、有機溶劑擦拭和最后電解除油的方法。當一次鍍覆同一種制品數(shù)量較多、形狀復(fù)雜時，可先借用電鍍除油槽除油，再用電凈液除油。磨光、拋光后的制品表面及經(jīng)過刮削、研磨的機床導(dǎo)軌面等，總殘留一些拋光膏或研磨膏，這些物質(zhì)里面一般都含有非皂化的粘合劑，很難在堿液中除去，必須先用有機溶劑擦洗，再進行電化學(xué)除油。對于小孔、盲孔或凹槽等形狀復(fù)雜的零件除油時，應(yīng)先用化學(xué)清洗劑仔細地擦刷和沖洗，然后用有機溶劑和電化學(xué)除油。對鑄鐵、鑄鋼、鑄鋁等疏松材料除油時，可先用火焰加熱基體，使微孔中油污冒出，用水劑清洗劑加溫水沖洗，最后用電化學(xué)精除油即可。至于究竟采用陰極除油，還是采用陽極除油，或是陰陽極聯(lián)合除油，則要根據(jù)制品的材料及加工方法確定。陰極除油（工件接電源負極）的特點是速度快，對基體腐蝕很小，但陰極上析出的氫氣會滲到基體內(nèi)并殘留在鍍層中，使其發(fā)生氫脆和降低鍍層質(zhì)量。陽極除油（工件接電源正極）特點是基體不存在發(fā)生氫脆的危險，能除去表面上的殘渣和某些金屬（如鋅、錫、鋁等）雜質(zhì)，但除油速度慢，并且對某些金屬腐蝕性強。在電刷鍍工藝中，大部分金屬材料，如低碳鋼、低碳合金鋼、中碳鋼、中碳合金鋼、鑄鐵、不銹鋼、鑄造鋼、銅及其合金等都采用陰極除油法。對于高強度鋼（σb＞1200Mp）、高強度合金鋼以及其他對氫比較敏感的材料，就不能用陰極除油，而只能用陽極除油。根據(jù)材料的性質(zhì)，有時也可采用聯(lián)合除油法。即先在陰極除油，再轉(zhuǎn)為短時間陽極除油，或先在陽極除油，再轉(zhuǎn)為陰極除油。這種情況下，金屬內(nèi)的氫幾乎在很短時間內(nèi)就能完全除去，并恢復(fù)零件的彈性。如在鉻鍍層上施鍍時，用此法除油效果很好。在消耗相同電量時，電流密度大，除油速度就快，零件表面的滲氫時間短。因此，在較高電流密度下進行短時間的除油要比低電流密度下長時間除油更為有利。無論采用哪一種方法除油，都必須檢查除油質(zhì)量，其方法是用自來水沖洗后，表面均應(yīng)潤濕性好，水膜均勻攤開無干斑，不掛水珠，無灰塵。五、表面除銹（一）銹蝕的特征１、鋼和鑄鐵的銹蝕的特征銹蝕開始時表面發(fā)暗，輕銹呈暗灰色；中度銹蝕時表面會變成褐色或棕黃色；嚴重銹蝕時表面呈棕色或褐色疤痕，甚至產(chǎn)生銹坑。２、銅和銅合金的銹蝕特征銅的銹蝕產(chǎn)物呈綠色，也有的呈紅棕色或黑色。鋁青銅表面的銹蝕產(chǎn)物呈白色、暗綠色及黑色。鉛青銅的銹蝕產(chǎn)物有時呈白色。３、鋁和鋁合金的銹蝕特征初期銹蝕表面呈白色或暗灰色的斑點，后期銹蝕則有白色或灰白色粉末狀的銹蝕產(chǎn)物充滿銹坑。（二）常用的除銹方法１、機械法除銹這種方法就是將氧化層用機械法將其剝落，如在磨光砂輪上磨光，在拋光機上拋光，或用鋼絲刷、砂紙、油石等工具手工擦刷和打磨。厚層的氧化皮可有車床車削。２、化學(xué)除銹化學(xué)法除銹就是將零件浸入能與金屬氧化物起化學(xué)反應(yīng)的酸性或堿性溶液中，將氧化皮腐蝕掉。除氧化皮的溶液，一般都是各種酸類（H2SO4、HCl、HNO3）和它們的混合物；所以，在酸洗前，要將表面油污預(yù)先清除，才能使除銹效果更佳。３、電化學(xué)除銹電化學(xué)除銹也叫表面電解活化，所用溶液叫活化液。活化的實質(zhì)是對基體表面的化學(xué)腐蝕和電解刻蝕?；瘜W(xué)腐蝕是活化液中酸與氧化物起化學(xué)反應(yīng)，將其腐蝕掉，電解刻蝕是利用電極上產(chǎn)生的氣泡對氧化膜的機械撕裂作用而將其剝離。活化亦可分為陰極活化和陽極活化。陰極活化時，零件接電源負極，氧化皮的去除是借助于析出氫對氧化物的還原和機械剝離作用。陽極活化時，零件接電源正極，氧化物的去除是借助于金屬的電化學(xué)和化學(xué)溶解，以及析出氧氣的機械剝離作用。電解活化是整個表面預(yù)處理的最后一道工序，活化的質(zhì)量優(yōu)劣是決定鍍層與基體能否結(jié)合良好的關(guān)鍵。因為它能很快地除去零件表面的薄層氧化膜，使基體表面受到輕微的刻蝕，使金屬晶格充分顯露，表面處于活態(tài)，以便于溶液中金屬離子的沉積結(jié)晶。應(yīng)該注意，只有當零件表面的油污清洗干凈時，活化才能取得良好效果。（三）除銹方法選擇對于厚氧化皮，應(yīng)采用機械加工或化學(xué)法除去；局部銹蝕可用鋼絲刷擦刷或砂紙打磨，最后進行電解活化處理。預(yù)先經(jīng)過機械加工的新件表面，宜用有機溶劑擦拭后再電解活化，或直接經(jīng)電解活化處理即可。電解活化時，是選用陰極活化，還是選用陽極活化，應(yīng)根據(jù)它們自身的特點和材料的特性。陰極活化時對基體金屬腐蝕作用很弱，但易引起氫脆，有時還會有某些金屬雜質(zhì)在零件表面上沉積出現(xiàn)。陽極活化時對基體金屬作用很強，活化速度快。因此大部分材料，如低碳鋼、低碳合金鋼、中碳鋼、中碳合金鋼、鑄鋼、鑄鐵、銅、鋁、高強度鋼等都是采用陽極活化（工件接電源正極）。對于鉻鋼、鉻層等都采用陰、陽極周期性交換活化法，即先用陰極活化，再轉(zhuǎn)為陽極活化，最后一般在陽極上活化結(jié)束。這種方法在一定程度上能減輕氫脆現(xiàn)象。對于高合金鋼、特殊鋼、白口鑄鐵等材料也可用陰極活化，但要選用適當?shù)幕罨?。六、非鍍表面的保護和遮蔽待鍍表面在經(jīng)過清理、加工整形、有機溶劑除油后，其周圍鄰近的非鍍表面和鍍液可能流淌到的部位，都應(yīng)采取包塑料布、粘貼絕緣膠帶或涂絕緣漆的辦法保護起來，以防止周圍基體被溶液腐蝕或生成置換金屬層。粘貼膠帶時，除露出待鍍表面外，還應(yīng)留出3mm～5mm寬的表面，這樣可以使需要鍍覆的部位與鄰近表面平滑過渡，還可以防止膠帶的邊緣效應(yīng)使沉積層過快地起毛刺。待鍍覆部位如果有鍵槽、油孔等，應(yīng)將里面的油污清洗干凈后，用合適尺寸的石墨塞或木塞堵住。切不要有鉛塞堵，否則，被腐蝕下來金屬會污染鍍液。另外，在不解體鍍覆機床導(dǎo)軌面以及類似的零件時，與待鍍部位相近的其他零件，也要事先用塑料布或其他物品保護起來，以免濺上溶液，腐蝕表面，影響使用壽命和精度。第四節(jié)電刷鍍工藝參數(shù)選擇一、電源設(shè)備輸出參數(shù)的選擇電刷鍍過程中的電源設(shè)備輸出參數(shù)主要指電壓和電流，其中電壓是關(guān)鍵參數(shù)。工作電壓的高低，直接影響著鍍液的沉積速度和鍍層質(zhì)量。當電壓偏高時，電刷鍍電流相應(yīng)提高，發(fā)熱量也增大，從而使鍍液溫度升高，鍍層表面很容易干燥，這種情況下，不僅鍍液浪費大，陽極燒損嚴重，而且容易使鍍層粗糙發(fā)黑，甚至過熱脫落；當電壓偏低時，不僅沉積速度太慢，而且同樣會使鍍層質(zhì)量下降。所以，為了保證得到高質(zhì)量的鍍層和提高生產(chǎn)率，應(yīng)按每種鍍液確定的電壓范圍調(diào)節(jié)使用。在調(diào)節(jié)電壓時，不能簡單地取其調(diào)節(jié)范圍中間值，而應(yīng)根據(jù)具體情況合理選用。被鍍面積小時，工作電壓宜低一些，反之，被鍍面積大時，工作電壓宜高一些。鍍筆與零件相對運動速度較慢時，電壓應(yīng)低一些，反之，電壓應(yīng)高一些。剛開始刷鍍時，若鍍液與零件溫度較低，則起鍍電壓應(yīng)低些，然后可逐漸提高。對同一種鍍液在相同的工藝條件下，整個鍍積過程中的工作電壓有時也要視情況不斷調(diào)節(jié)。例如，用特殊鎳打底層，開始先用18V高壓沖擊鍍，以提高電流密度，促使多生核，細化鍍層晶粒，5s～10s后，降到正常電壓12V。又如，用快速鎳鍍工作層時，開始選用最佳工作電壓14V，待隨著零件與鍍液溫度上升和刷鍍接近最終尺寸時，應(yīng)把電壓降到12V，以獲得晶粒細密、表面光亮的鍍層。在整個電刷鍍過程中，電流值是變化的。當其他條件一定時，通過調(diào)整鍍筆對鍍件表面的壓力，可在一定程度上改變電流值的大小。當電流超載時，可換用小鍍筆，以減少鍍筆與工件的接觸面積，從而減小電流值。在鍍積過程中，一般通過電流表對電流進行監(jiān)視。在鍍各種合金鍍液時，對電壓的要求更為嚴格，不僅要在規(guī)定的范圍內(nèi)選用，而且還要在整個鍍積過程中保持穩(wěn)定，方能獲得成分均勻的合金鍍層。二、鍍筆與零件的相對運動速度電刷鍍時，鍍筆與工件之間必須做相對的運動，相對運動有以下作用：1、允許使用大電流密度，而不“燒焦”工件表面，提高沉積速度和生產(chǎn)效率。2、對溶液起攪拌作用。使溶液的濃度，電流密度在陰極（鍍件）表面上不斷變化，克服濃差極化現(xiàn)象，使更多的金屬離子有機會還原沉積。3、相對運動能機械地驅(qū)除工件表面上的氣泡和其他雜質(zhì)，有利于減少氫脆，提高鍍層質(zhì)量。4、造成晶粒斷續(xù)成長的結(jié)晶過程，形成高密度位錯，有利于細化晶粒、強化鍍層質(zhì)量。因此，操作時必須使鍍筆與工件間產(chǎn)生相對運動，并且運動的速度也要正確選擇，速度太慢時，會引起鍍層質(zhì)量下降，產(chǎn)生缺陷。例如，會使鎳鍍層顏色發(fā)暗，隨后逐漸粗糙變脆；銅和銀鍍層會有明顯“燒傷”；軟金屬（如鎘、錫、鋅）鍍層會生成多孔性海綿狀物質(zhì)；在鉻鍍層上則會出現(xiàn)黑色斑痕。相反，速度太快時，會降低電流效率和沉積速度。對于每一種鍍液都有一個最大臨界的相對運動速度，超過該速度，就根本不會形成鍍層。相對運動速度也有一個最佳范圍，選用時，要根據(jù)具體情況，靈活掌握。例如，在起鍍時，相對運動速度宜采用下限，隨著零件和鍍液溫度升高，運動速度應(yīng)相應(yīng)加快。在提高電壓和電流時，相對運動速度也要適當提高，反之應(yīng)降低。有些情況下，相對運動速度因受設(shè)備傳動條件或零件結(jié)構(gòu)的限制，無法達到規(guī)定的最佳值時，可以通過調(diào)整電壓來進行補償。例如，所用的轉(zhuǎn)胎速度無法降低，相對運動速度高于最佳范圍，則可提高電壓和電流，以獲得正常的鍍層質(zhì)量。在低于最佳相對運動速度的場合下，如死角、窄縫和小孔等活動余地較小的場合，則采用低限電壓，小電流操作。三、鍍筆和與零件間的運動方式和運動軌跡鍍筆與零件之間的相對運動是通過以下三種方式獲得的：1、零件不動，使鍍筆運動；2、鍍筆不動，使零件運動；3、使零件與鍍筆同時運動。對于大型非回轉(zhuǎn)零件、不能解體件、小面積局部修補件、狹縫、凹坑、劃傷、溝槽等，一般都采用零件固定，使鍍筆移動的方式。例如，電刷鍍機床導(dǎo)軌、軸承座、修補槽鍍層局部脫落等零件。對于各種回轉(zhuǎn)體零件（軸類、內(nèi)孔類），可用第二種方式，即將零件夾持在車床上或轉(zhuǎn)胎上使其作回轉(zhuǎn)運動，手持鍍筆或?qū)㈠児P固定在車床刀架上，以適當?shù)膲毫吭诹慵谋诲儽砻嫔?。在電刷鍍很小直徑的?nèi)孔時，可將零件夾持在轉(zhuǎn)胎上，使用旋轉(zhuǎn)式鍍筆，將鍍筆插入孔中，使零件與鍍筆同時向相反方向作回轉(zhuǎn)運動。在確定了運動方式后，使鍍筆在零件表面上沿什么軌跡運動也應(yīng)當非常注意，其目的是使鍍筆與被鍍面的各點接觸時間大致相等，以保證鍍層厚度均勻。例如，在平面上電刷鍍時，應(yīng)采用圓周式運動軌跡，才能獲得厚度均勻的鍍層，不宜用直線式往復(fù)運動軌跡，由于兩端部與中間段的接觸時間不等，使鍍出的鍍層厚度不均。在轉(zhuǎn)胎上對軸外圓表面用月牙型或平板型陽極的鍍筆電刷鍍時，一面使零件旋轉(zhuǎn)，一面使鍍筆緩慢地沿軸向做往復(fù)運動，從而使鍍筆在外圓表面上電刷鍍出的軌跡為螺旋線。這種電刷鍍外圓表面的方法，有時會出現(xiàn)靠軸兩端周圈上鍍層薄些，為些，可將鍍筆在兩端多停留一些時間來補償。四、溫度的控制（一）零件溫度在電刷鍍操作的整個過程中，零件的理想溫度是在15℃～35℃范圍內(nèi)，最低不能低于10℃，最高不宜超過50℃。在冬季，環(huán)境溫度比較低時，零件的起始溫度也不能低于10℃。低于10℃時，鍍前必須對零件預(yù)熱，小零件可直接放在熱水中浸泡或用熱水沖洗，較大的件或?qū)Υ蠹植侩娝㈠儠r，也可用熱水沖洗或用電熱器烘烤，如果零件允許的話可用噴燈或氣焊槍對工件局部加熱，使溫度提高到10℃以上。對不容易預(yù)熱的零件，只能采用較低的電壓和相對運動速度起鍍。在夏季，環(huán)境溫度較高，不低于20℃時可直接用正常的電壓和相對運動速度起鍍。隨著電刷鍍過程的進行，零件溫度逐漸升高，當溫度升高較快時，應(yīng)勤換鍍筆、勤澆鍍液，必要時應(yīng)停止刷鍍，待工件溫度降低后繼續(xù)進行。電刷鍍過程中零件受熱一般都很小，不會引起變形，也不會引起零件表面熱效果的改變。但應(yīng)注意，盡管零件溫度不高，由于金屬材料熱脹冷縮，溫度的變化對零件的尺寸精度還是有影響的。所以鍍完后，在熱態(tài)下測量尺寸時必須留出余量。尤其對那些尺寸精度要求高，鍍層較厚、鍍后不再機械加工即交付使用的零件，熱態(tài)下測量尺寸時，更應(yīng)該考慮這個因素。（二）鍍液的溫度所有鍍液的使用溫度保持25℃～50℃范圍內(nèi)最理想。這不僅能使鍍液本身的物化性能（如pH值、電導(dǎo)率、溶液成分、耗電系數(shù)、表面張力等）保持相對穩(wěn)定，而且能使鍍液的沉積速度、均鍍能力和深鍍能力及電流效率等始終處于最佳狀態(tài)，并且所得到的鍍層內(nèi)應(yīng)力小、結(jié)合性能好。電刷鍍時，如果鍍液溫度不低于25℃時，允許在常溫下使用，這時可通過調(diào)整工作電壓和相對運動速度來適應(yīng)差別不大的環(huán)境溫度。在冬季，環(huán)境溫度較低，當鍍液溫度低于10℃時，要將其加熱（可將盛有溶液的桶放入熱水中）到25℃以上，方可使用。否則，鍍液溫度低、導(dǎo)電能力差、金屬離子移動速度慢，使沉積速度降低，鍍層應(yīng)力大，出現(xiàn)爆皮、脫落現(xiàn)象。鍍液的溫度也不可過高，超過80℃時，鍍液蒸發(fā)太快，有些化學(xué)成分就會揮發(fā)、分解，使成分改變，從而降低了鍍層質(zhì)量。（三）鍍筆的溫度由于石墨陽極本身有一定的電阻，加上電極反應(yīng)的熱效應(yīng)，時間長了，就會使鍍筆發(fā)熱，溫度升高。石墨陽極長時間在較高溫度下使用，表面就會燒損和腐蝕，燒蝕下來的泥狀石墨，附在陽極與包套之間使電阻增大，從而使鍍筆溫度進一步升高。如此惡性循環(huán)，后果是沉積速度大大降低，鍍液被污染，部分物質(zhì)揮發(fā)，成分改變，這樣就不會得高質(zhì)量的鍍層。為了防止鍍筆過熱，在電刷鍍厚層時，應(yīng)同時準備幾支鍍筆，輪換使用，并定時將鍍筆放入冷鍍液中浸泡，使溫度降低。鍍筆的散熱部位，應(yīng)保持清潔，上面有鈍化層或銹蝕時，都將影響散熱效果，應(yīng)及時清理干凈。五、工藝規(guī)范的選擇（一）電凈工藝規(guī)范的選擇電凈就是用專用的電凈液電解除油，其工藝規(guī)范較簡單，主要是控制電壓和電凈時間。電凈液去油污能力很強，可適用于任何金屬材料。但是，對不同的基體材料，通電的電源極性應(yīng)有不同的接法。表4—1為各種材料的電凈規(guī)范。表4—1給出的電凈時間，是指陽極與被鍍面的接觸面積比為1/3的時間范圍。當接觸面積比大于或小于1/3時，電凈時應(yīng)適當?shù)乜s短或延長電凈時間。高強度鋼電凈時，時間應(yīng)盡量短，以除凈油為止。表4—1不同材料上的電凈工藝規(guī)范基體材料電凈液電源極性電凈時間/s工作電壓/V低碳鋼、普遍低碳合金鋼1號正接15～308～12中碳鋼、中碳合金鋼1號正接15～308～14不銹鋼、高合金鋼、特殊鋼1號正接15～3010～14銅及銅合金1號正接30～458～12鋁及鋁合金1號正接15～3010～15鉻鍍層1號正接15～3012～15鑄鐵0號正接30～6012～15高強度鋼1號反接盡量短，除凈油為止10～12（二）活化工藝規(guī)范的選擇被鍍表面進行電凈處理后，還必須進行活化處理?；罨哪康氖浅ケ砻嫔系谋友趸?，并對表面進行電解刻蝕，以利于鍍層與基體的結(jié)合。活化處理時所用的活化液，使用時選擇性很強。不同的活化液對基體的刻蝕能力和作用是不一樣的；不同的基體材料應(yīng)選用不同的活化液和活化工藝規(guī)范。對于低碳鋼等含碳化物較少的材料，用1號或2號活化液一次活化處理后即可電刷鍍，由于2號活化液刻蝕能力強，活化速度快，故活化時間應(yīng)比用1號活化液短一些，否則，會使基體產(chǎn)生過腐蝕，使表面的微坑大小不一，分布不均，不利于鍍層與基體的結(jié)合。對于中碳鋼、中碳合金鋼，高碳鋼等含碳量較高的材料必須進行兩次活化。一次活化時用2號活化液比用1號活化液效果好，活化時間也應(yīng)比在低碳鋼上活化時間稍長，以使表面活化充分。由于中、高碳鋼含碳量高，而1號和2號活化液對碳化物的作用很小，故必須用3號活化液進行二次活化。因為3號活化液對鐵素體作用很微弱，但對碳化物作用強烈，所以3號活化液可溶去表面上游離出的碳化物，使表面露出微觀的凹凸不平和微坑，而且大小適中，分布均勻。對鑄鐵材料也必須采用兩次活化法。在用2號活化液活化時，電壓應(yīng)稍高些，用3號活化液活化時，時間應(yīng)稍長些；這樣有利于充分活化基體，并徹底除去表面碳化物和片狀石墨，提高鍍層與基體的結(jié)合性能。不同材料上的活化工藝規(guī)范見表4—2。表4—2不同材料上的活化工藝規(guī)范材料活化液電源極性電凈時間/s工作電壓/V低碳鋼、低碳合金鋼1號或2號反接1號30～502號20～401號10～142號8～14中碳鋼、中碳合金鋼、高碳鋼2號＋3號反接2號30～603號30～602號8～143號18～25不銹鋼、高合金鋼2號＋3號反接2號30～503號30～502號6～123號18～25銅及銅合金3號反接20～4010～15鋁及鋁合金2號反接15～308～14鑄鐵2號＋3號反接2號30～603號50～902號10～153號18～25鉻鍍層鉻活化液正反交替30～6010～15（三）底層工藝規(guī)范的選擇底層又稱過渡層或起鍍層。是指在正式電刷鍍尺寸層或工作層以前，選用一種合適的鍍液鍍一層很薄的鍍層。預(yù)鍍底層的作用，不僅僅是提高基體與鍍層結(jié)合強度的需要，還能防止有腐蝕作用的鍍液對基體金屬的腐蝕。最常用打底層的鍍液是特殊鎳，它幾乎適用于所有鋼鐵件（碳鋼、不銹鋼、鉻鋼、合金鋼）銅件和鋁件；鑄鐵、鑄鋁等宜用中性鎳起鍍，不宜用酸性溶液起鍍，防止表面微孔中殘留鍍液對基體產(chǎn)生腐蝕；高強度鋼使用專用鍍液——低氫脆鎘鍍底層。對于不同的基體材料應(yīng)選用不同的鍍液鍍底層，有些鍍液不能直接電刷鍍到預(yù)處理過的基體表面上；有些鍍液由于金屬離子的晶格與基體金屬離子的晶格結(jié)構(gòu)差別很大，直接電刷鍍到基體上，其結(jié)合力較差；還有的鍍層雖然與某些金屬離子的晶格較好，但在使用中可能會發(fā)生電化學(xué)腐蝕，從而降低了鍍層結(jié)合力。如在鋼件上不能直接鍍酸性銅，防止出現(xiàn)結(jié)合力不好的置換性鍍層，堿性銅鍍層雖能在鋼鐵件表面良好結(jié)合，但屬陰極性鍍層，在腐蝕條件下工作時，由于電化學(xué)作用會加速基體的腐蝕，因此也不宜在鋼鐵上直接鍍堿銅，都應(yīng)先用特殊鎳起鍍。電刷底層時，都要先在不通電情況下，用鍍筆蘸著鍍液將已活化好的表面迅速擦試一遍；甚至在鍍完一種鍍層，更換另一種鍍液時，也應(yīng)該這樣做。這種無電擦拭能起到以下作用：1、在被鍍表面預(yù)先布置金屬離子；2、隔離空氣，阻止空氣與活化后的表面直接接觸，以防氧化；3、使被鍍表面的pH值趨于一致，增強表面的潤濕性；4、機械摩擦和化學(xué)作用去除工序間的微量氧化物；5、簡化操作工序。如用特殊鎳鍍完底層后，再鍍快速鎳時，可用無電擦拭代替水沖洗。在用特殊鎳鍍底層時，無電擦拭完后，往往先用較高電壓（約為正常電壓的1.5倍）進行短時間的沖擊電刷鍍，這種沖擊電刷鍍也有兩個好處：一是以較大的電流密度，使工件表面的化學(xué)活性趨于均勻，從而提高鍍液的分散能力；二是改善金屬離子結(jié)晶狀態(tài)，增加晶核形成的數(shù)量，從而起到細化晶粒，提高結(jié)合強度的作用。（四）尺寸鍍層工藝規(guī)范的選擇對磨損較嚴重或加工超差比較大的零件，需要電刷鍍較厚鍍層才能恢復(fù)到標準尺寸。為了快速恢復(fù)零件的尺寸，在能滿足零件技術(shù)要求的前提下，可選用沉積速度快的鍍液做為快速恢復(fù)尺寸的材料。最常用的是快速鎳、堿銅、致密快鎳、高速酸銅、高堆積堿銅、高堆積鎳和堿鎳等鍍液?？焖倩謴?fù)尺寸鍍層是在底層鍍完后，鍍工作層之前進行。例如，在一個45號鋼件表面上電刷鍍厚0.2mm的鍍層，可鍍特殊鎳2μm～3μm，再用堿銅鍍0.12mm～0.13mm，最后再用快速鎳鍍到需要的尺寸。當工件被劃傷、表面出現(xiàn)深溝時，也應(yīng)先用沉積速度快的鍍液補平溝槽，然后再鍍工作層。例如機床導(dǎo)軌，因使用不慎，表面被研傷，出現(xiàn)一條長100mm，寬5mm、深0.5mm～1mm的溝。溝槽經(jīng)整形、電凈、活化等表面處理后，用快鎳鍍0.02mm～0.03mm厚的底層，再鍍堿銅。由于溝槽較深，用堿銅填補到一定的厚度時，鍍層會變粗并在邊緣上出現(xiàn)毛剌，此時要停下來，用刮刀將粗糙物和毛剌刮掉，用砂紙打磨光滑后，再繼續(xù)填補（繼續(xù)填補前須電凈除油），直至填平。填平后，用刮刀、油石、平尺等工具刮研、找平，留出0.06mm～0.08mm尺寸，最后用快速鎳或鎳鎢（50）鍍液鍍至標準尺寸。（五）夾心鍍層工藝規(guī)范的選擇每一種單一的鍍層，都有一個比較安全的厚度（表4—3）。所謂安全厚度就是指在鍍層質(zhì)量的各項性能指標得到保證的前提下，一次所允許鍍覆的厚度。當隨著厚度的增加超過安全厚度時，鍍層內(nèi)應(yīng)力就會增大，裂紋率增高，使結(jié)合強度和鍍層抗拉強度下降。鍍層過厚時會引起自然脫落。所以單一鍍層的厚度必須加以限制。表4—3常用鍍層的安全厚度鍍層名稱鍍層安全厚度/μm鍍層名稱鍍層安全厚度/μm特殊鎳5鎳—鎢合金70快速鎳130鎳—鈷合金50堿銅130高速銅200高堆積堿銅200半光亮鎳100堿鎳100鎳—鎢（50）70高堆積鎳130低應(yīng)力鎳130中性鎳100鐵200機械零件磨損表面需要恢復(fù)的尺寸往往高于單一鍍層所允許的安全厚度。為了改變單一鍍層的應(yīng)力狀態(tài)，往往在尺寸鍍層中間夾鍍一層或幾層其他性質(zhì)的鍍層，故稱為夾心鍍層。夾心鍍層的主要作用是改變鍍層的應(yīng)力分布，防止應(yīng)力向一個方向增加，以至大于鍍層與基體的結(jié)合力而造成鍍層的脫落。單一鍍層的安全厚度與被鍍面積的大小是有關(guān)系的，在較小面積上電刷鍍時，安全厚度可稍大一些。例如一條較深但很窄的溝槽（尺寸為長×寬×深＝200m×3mm×1mm），可用一種鍍液一次填平而不用鍍夾心層。常用作夾心層的鍍液有低應(yīng)力鎳、快速鎳、堿銅、特殊鎳和堿鎳等。夾心層的厚度一般不超過0.05mm。（六）工作鍍層工藝規(guī)范的選擇在鍍件上最后刷鍍的直接承受工作負荷的鍍層稱為工作層。選擇工作層時，可從以下幾方面考慮：1、所選用的鍍層應(yīng)滿足工件的工況要求；2、與底層（或尺寸鍍層）之間不會引起接觸腐蝕，并有良好的結(jié)合強度；3、鍍液沉積速度快。靜配合表面一般選用快速鎳、半光亮鎳鍍液；要求耐磨性高的表面可用鎳—鎢（50）、鎳—鎢合金；要求防滲碳表面選用堿銅；要求防粘著并減摩的表面可鍍上一層0.005mm～0.01mm（七）工序間的水漂洗幾乎所有工序之間和電刷鍍完后都要用水對被鍍面進行徹底的沖洗（或叫漂洗）。在電刷鍍前，清理工件表面時，一般用熱水漂洗表面為好，其作用為：1、有助于油污的去除；2、遇天冷室溫較低時，可提高工件的起始溫度。在電凈與活化、一次活化與二次活化、活化與鍍底層之間用水漂洗的作用是沖洗掉處理下來的油污、雜質(zhì)和殘留鍍液。從底層至工作層的各個工序之間用水漂洗的作用是將表面的殘留鍍液沖洗干凈，防止鍍液相互污染，影響鍍層質(zhì)量。工件鍍層鍍完后，也要用水沖洗，并最后用肥皂水或其他堿性溶液刷洗表面，以中和殘留的酸液，防止日后對鍍層產(chǎn)生腐蝕。在極少數(shù)的場合下，例如用特殊鎳鍍底層轉(zhuǎn)為鍍快速鎳時，也可不必用水沖洗。為了確保鍍層的質(zhì)量，對水的質(zhì)量應(yīng)有一定的要求。一般說，可作飲用的自來水基本上合乎使用要求。使用冷開水（軟水）或蒸餾水則更好。混濁的江水、河水絕不允許使用，井水和泉水應(yīng)慎用。對沖洗水的溫度也應(yīng)注意。在室溫不低于10℃時，電凈、活化和打底層后，用室溫下的水沖洗即可，因為此時操作時間較短，零件溫度還不高。當鍍層較厚，電刷鍍時間較長時，在鍍完尺寸或工作層以后，零件的溫度可能較高，這時一定要用接近零件溫度的水沖洗。尤其是在冬季天氣寒冷時，如果直接用冷水沖洗，鍍層會被激冷而收縮，出現(xiàn)裂紋，甚至脫落。第五節(jié)常用金屬材料表面電刷鍍工藝一、電刷鍍的一般工藝過程電刷鍍的一般工藝過程見表5—1，實際操作中，可視不同的基體材料和表面要求，增加或減少相應(yīng)的工序。表5—1電刷鍍的一般工藝過程工序號操作內(nèi)容主要設(shè)備及材料1鍍前準備：（１）被鍍部位機加工；（２）機械法或化學(xué)法除油污和銹蝕。機床、砂輪、砂紙等2零件表面電化學(xué)除油（電凈）電源、鍍筆、電凈液3水沖洗工件表面清水4保護非鍍表面絕緣膠帶、塑料布5零件表面電解刻蝕（活化）電源、鍍筆、活化液6水沖洗工件表面清水7鍍底層電源、鍍筆、鍍底層溶液8水沖洗工件表面清水9鍍尺寸層電源、鍍筆、鍍尺寸層溶液10水沖洗工件表面清水11鍍工作層電源、鍍筆、鍍工作層溶液12溫水沖洗溫水（50℃13鍍后處理（打磨或拋光、擦干后涂防銹油）油石、拋光輪、砂布、防銹油二、在不銹鋼上電刷鍍工藝各種不銹，包括奧氏體不銹鋼、馬氏體不銹鋼和鐵素體不銹鋼，都可用下列工藝電刷鍍：1、用有機溶劑除油（水基清洗劑或丙酮）和機械法除去表面銹蝕（干凈表面可省去此工序）。2、用1號電凈液電解清洗。零件接電源的負極，電壓10V～18V，相對運動速度為60mm/s～100mm/s，時間15s～30s。用清水沖洗表面。3、用2號活化液活化，零件接電源正極，電壓8V～12V，相對運動速度為60mm/s～100mm/s，時間30s～50s，活化后表面呈銀灰色。用清水沖洗掉污物與殘留液。如果用2號活化液活化后，表面出現(xiàn)黑斑等臟物，則要繼續(xù)用3號活化液活化。此時工件接電源正極，電壓18V～25V，相對運動速度為100mm/s～160mm/s，4、鍍底層。一般用特殊鎳溶液，先不通電擦拭零件表面3s～5s，再將零件接電源負極，在18V電壓下沖鍍3s～5s，然后降至12V，鍍1μm～2μm即可。用水沖洗（繼續(xù)鍍酸性溶液可省去此工序）。5、根據(jù)工作要求，選用合適的鍍液鍍工作層。6、用溫水沖洗，并吹干表面，然后涂上防護油。三、在低碳鋼及低碳鋼合金鋼上電刷鍍工藝1、根據(jù)被鍍件的表面狀況，首先用鋼絲刷、噴砂或機加工等方法，去除較嚴重的銹蝕。當零件表面有較多的油污及臟物時，要先用棉紗蘸水基清洗劑擦拭。任何油漆層和不牢固的舊涂層都要用機械法剝除或用專用溶液退掉。2、用1號電凈液精除油，零件接電源負極，工作電壓8V～12V，相對運動速度為60mm/s～100mm/s，時間15s～30s。3、用水沖洗表面。4、活化時，可根據(jù)表面情況，選用1號或2號活化液，1號活化液化較緩和，活化時零件接電源正極，工作電壓10V～14V，相對運動速度為100mm/s～160mm/s，時間30s～50s，2號活化液比較強烈，故工作電壓可低些（8V～12V），零件接電源正極，相對運動速度為100mm/s～160mm/s，時間20s～40s。5、清水沖洗。6、活化后，表面呈銀灰色，則正常，可接著鍍底層即可。如表面出現(xiàn)黑層，則要再用3號活化液除去，此時零件接電源正極，電壓18V～25V，相對運動速度為100mm/s～137、清水沖洗。8、鍍底層，最好選用特殊鎳溶液，零件接電源負極，先不通電用鍍筆蘸特殊鎳擦拭零件表面3s～5s，然后用18V電壓下沖鍍3s～5s，再降至12V，在相對運動速度100mm/s～200mm/s下鍍1μm～2μm即可。如果不用特殊鎳打底，也可直接刷中性鎳、堿銅、鋅等鍍液。9、清水沖洗。10、鍍工作層，可根據(jù)零件的表面要求，選擇合適的鍍液。快速鎳能快速恢復(fù)尺寸，并能提高表面的耐磨性。操作時工件接電源的負極，電壓8V～14V，相對運動速度為80mm/s～130mm/s。堿銅鍍層可起防滲碳、滲氮作用，也可快速恢復(fù)尺寸。鍍銅時，電壓為10V～14V，相對運動速度為130mm/s～111、清水沖洗。12、吹干表面并涂防護油。四、在中碳鋼及中碳合金鋼上電刷鍍工藝1、表面上有較嚴重的銹蝕應(yīng)先用鋼絲刷，紗布或機加工方法去掉，較厚的油污用棉紗擦凈，然后用有機溶劑擦洗。2、用1號電凈液精除油。零件接電源負極，工作電壓10V～14V，相對運動速度為60mm/s～100mm/s,時間15s～30s，應(yīng)盡量短，油除凈為止。清水沖洗，沖洗后表面濕潤性要好，不掛水珠。3、用2號活化液活化。零件接電源正極，電壓8V～12V，相對運動速度為100mm/s～130mm/s，時間30s～60s，出現(xiàn)黑灰色為正常，用水沖洗，沖洗后表面呈暗灰色或黑灰色。4、用3號活化液活化，除去表面碳黑層。零件接電源正極，電壓18V～25V，相對運動速度為100mm/s～130mm/s，至表面呈銀灰色，用清水徹底沖洗掉碳黑臟物和殘留液。5、鍍底層，用特殊鎳溶液鍍底層，零件接電源負極，先不通電用鍍筆蘸特殊鎳擦拭零件表面3s～5s，然后用18V電壓下沖鍍3s～5s，再降至12V，在相對運動速度100mm/s～200mm/s下鍍1μm～2μm即可。清水沖洗（繼續(xù)電刷鍍酸性溶液時可不沖洗）。6、電刷鍍工作層，根據(jù)零件表面的要求，選擇合適的鍍液刷鍍。清水沖洗。7、吹干或擦干零件表面，然后涂上防護油。五、在高碳鋼及高碳合金鋼上電刷鍍工藝1、去除油污和銹蝕。用電凈液精除油，工件接電源負極，電壓10V～15V，相對運動速度為60mm/s～100mm/s，時間15s～30s。用水沖洗表面。電凈除油后的良好標志是用水沖洗后，表面濕潤性好，不掛水珠。高碳鋼及高碳合金鋼的含碳量較高，且含有一定量的合金元素，電凈時易產(chǎn)生氫脆，故電凈時間應(yīng)越短越好（當然在以除油徹底為前）。對氫脆很敏感的材料，可以用反接電源（工件接正極）來電凈清洗。2、用1號活化液活化。工件接電源正極，電壓10V～14V，相對運動速度為100mm/s～130mm/s，直至表面出現(xiàn)黑色。用清水沖洗臟物及殘液。3、用3號活化液除去表面的炭黑物。零件接電源正極，電壓18V～25V，相對運動速度為100mm/s～130mm/s。用清水沖洗掉炭黑物與殘液，使表面出現(xiàn)銀灰色。4、電刷鍍底層，對于大多數(shù)高碳鋼零件，表面工作負荷都較大，為了保證良好的結(jié)合強度，在電刷鍍其他溶液以前都必須用特殊鎳溶液打底。電刷鍍時，零件接電源負極，先不通電用鍍筆蘸特殊鎳擦拭零件表面3s～5s，然后用18V電壓下沖鍍3s～5s，再降至12V，在相對運動速度100mm/s～200mm/s下鍍1μm～2μm即可。用清水沖洗（繼續(xù)電刷鍍酸性溶液時可不沖洗）。5、根據(jù)被修復(fù)件的工況要求，選擇合適的鍍液鍍工件層。清水沖洗。風吹干或揩干表面，然后涂防護油。六、在灰口鑄鐵上電刷鍍工藝灰口鑄鐵的金相組織分三類，即鐵素體＋石墨，鐵素體＋石墨＋珠光體，珠光體＋石墨，不論哪類灰口鑄鐵表面上都分布著許多條狀石墨。這種材料的特點是組織較疏松，分布在表面上的石墨極易脫落。故表面有許多小微孔，油污極易滲進去。針對這些問題，通過試驗后，確定出以下電刷鍍工藝：1、首先對被鍍件表面進行清理，表面上的油污臟物、銹蝕、殘存漆等都必須用機械方法全部清除掉。2、表面除油。表面除油是電刷鍍工藝中的很重要的環(huán)節(jié)，而鑄鐵表面上除油尢為重要。由于鑄鐵材料的組織較疏松，表面有許多微孔，所以不僅要除去零件表面的油污，而且要去除微孔內(nèi)的油污?？捎靡韵氯N方法除油：（1）加熱局部基體，使孔中的油污溢出，然后用化學(xué)試劑除油（用水基清洗劑沖洗）；（2）用有機溶劑除油，如用丙酮擦洗；（3）電化學(xué)除油，用零號電凈液精除油。電凈時，工件接電源負極，電壓14，相對運動速度為60mm/s～100mm/s，時間30s～60s。實際應(yīng)用時，一般是將上述三種方法結(jié)合起來使用，除油效果較好。3、電凈后，用熱水或溫水沖洗。經(jīng)電凈除油后，再用活化液活化。對鑄鐵工件，活化表面的目的不僅要除去氧化膜、疲勞層和毛刺，而且要除去表面的碳化物和石墨碳黑。不同組織的鑄鐵材料，應(yīng)選用不同的活化液。對于灰口鑄鐵，宜先用2號活化液活化，除去表面氧化膜、疲勞層，表面呈黑色為正常，活化時零件接電源正極，電壓12V，相對運動速度為60mm/s～100mm/s，時間30s～60s。清水沖洗，除去表面污物與殘液。再用3號活化液去除表面炭黑物，使表面呈現(xiàn)出銀灰色。用3號活化液活化時零件接電源正極，電壓20V，相對運動速度為60mm/s～100mm/s，時間50s～90s。清水沖洗，表面露出銀灰色。4、鍍底層。實踐證明，對于各種鋼、銅、鋁及其合金等材料用特殊鎳作為起鍍層，是比較理想的。但是，它不宜直接用于多孔性的材料和易于酸蝕的基體金屬上。經(jīng)過電化學(xué)處理過的鑄鐵材料的待鍍表面，由于組織缺陷多，抗腐蝕能力差，故不宜采用酸性鍍液起鍍。特殊鎳是一種酸性溶液，pH=0.3，一方面由于H+濃度高，在電刷鍍過程中，可能提高基體表面的擴散氫含量，使鍍層發(fā)生氫脆；另一方面對基體腐蝕性強，從而降低了鍍層與基體的結(jié)合強度。所以特殊鎳不宜作為鑄鐵材料的起鍍層用。實踐證明，用弱堿性或中性溶液起鍍像鑄鐵、鑄鋁這種組織比較疏松的材料，是比較理想的。目前，用快速鎳或中性鎳來作為鑄鐵材料的起鍍層。用快速鎳鍍底層時，零件接電源負極，電壓12V，相對運動速度為100mm/s～130mm/s。用清水沖洗。5、電刷鍍工作層。根據(jù)零件的工況要求，選擇合適的鍍液鍍工件層。清水沖洗。風吹干或揩干表面，然后涂防護油。鑄鐵材料的電刷鍍工藝具有如下特點：（1）多種形式多次除油。由于鑄鐵材料組織疏松，有較多的微孔，油污存留在表面微孔中，很難一次除凈，所以要采取化學(xué)、有機溶劑、電化學(xué)等多種形式多次除油。（2）活化時間長。活化鑄鐵件不像活化鋼件，它不僅要除去表面的氧化膜和疲勞層，而且要除去金屬表面的石墨碳黑，使金屬原子的晶格充分顯露出來，所以要采用2號加3號活化液的工藝，并且活化時間要比鋼件長約30%～50%。（3）電刷鍍工藝參數(shù)有所不同。鑄鐵件與鋼件相比，電刷鍍工作電壓要高2V～4V。電刷鍍鑄鐵材料時，零件與鍍筆的相對運動速度慢些，約慢60mm/s～100mm/s。（4）過渡層采用中性溶液。由于鑄鐵組織缺陷多，抗腐蝕能力差，所以不能用酸性溶液打底層，宜采用中性（稍偏堿性）溶液快速鎳作為過渡層。七、在白口鑄鐵上電刷鍍工藝由于白口鑄鐵含碳量高，淬硬傾向大，易產(chǎn)生白口。因此，同在灰口鑄鐵電刷鍍工藝相比稍有不同。就是在第一步活化時用1號活化液比用2號活化液效果好，活化時零件接電源正極，電壓16V，相對運動速度為60mm/s～100mm/s。第二步活化時也是用3號活化液，以除去表面的炭黑物，活化時零件接正極，電壓20V～25V，相對運動速度為60mm/s～100mm/s。其他工藝都相同。八、在球墨鑄鐵上電刷鍍工藝球墨鑄鐵的組織力學(xué)性能以及成分的均勻性都要比灰口鑄鐵好，所以在球墨鑄鐵上電刷鍍可用與灰口鑄鐵相同的工藝即可獲得滿意效果。九、在鑄鋼上電刷鍍工藝鑄鋼件表面也有一定的組織缺陷，如微孔、聚碳區(qū)等，所以也可與鑄鐵相同的電刷鍍工藝，具體如下：1、用水基清洗劑清洗表面。2、用丙酮擦拭工件表面。3、用0號電凈液精除油，零件接電源負極，電壓14V，相對運動速度為60mm/s～100mm/s。4、用溫水沖洗，除去油污及殘留液。5、用1號活化液活化，零件接電源正極，電壓14V，相對運動速度為100mm/s～150mm/s，或用2號活化液活化，零件接電源正極，電壓12V，相對運動速度為100mm/s～130mm/s。6、清水沖洗。7、用3號活化液，除去表面碳黑物，零件接電源正極，電壓20V，相對運動速度為100mm/s～130mm/s。8、清水沖洗。9、用中性或稍偏堿性溶液鍍底層。推薦用快速鎳，電壓12V，相對運動速度為100mm/s～130mm/s，鍍3μm～5μm即可。10、清水沖洗。11、根據(jù)零件表面的要求，選用合適的鍍液鍍工作層。12、清水沖洗。13、擦干表面，然后涂上防護油。十、在高強度鋼上電刷鍍高強度鋼（σb在1200MPa以上）以及一些對氫脆比較敏感的金屬，由于鍍層易滲氫而易產(chǎn)生應(yīng)力破壞。在施鍍過程中要嚴格按下列工序進行電刷鍍。1、首先用機械方法除去金屬表面的銹蝕、腐蝕層以及較厚的油污層，也可用干燥的氧化鋁進行表面噴砂處理，但決不允許用能使基體產(chǎn)生氫脆的酸性溶液清洗。操作時要特別小心，不要拉傷或刮傷基體表面。2、用丙酮擦拭表面。3、用電凈液精除油，零件接電源正極，電壓10V～12V，相對運動速度為60mm/s～100mm/s，電凈時間應(yīng)盡量短，以除凈油為限。4、清水沖洗。5、立即用專用鍍液——低氫脆隔電刷鍍，作為底層，也可直接作為工作層。電刷鍍時零件接電源負極，為了盡快地形成最初的金屬覆蓋層，開始先用18V電壓沖鍍5s～10s,然后降至12V電刷鍍。6、清水沖洗。7、根據(jù)需要，再選用其他溶液在低氫脆鎘鍍層上電刷鍍。8、清水沖洗。9、干燥表面，然后涂防護油。十一、在銅、青銅、黃銅材料上電刷鍍工藝1、先用細砂布打磨表面，除去銅銹。2、用丙酮擦拭零件表面，除油脂。3、電凈除油。使用1號電凈液，零件接電源負極，電壓8V～12V，相對運動速度為60mm/s～100mm/s，時間約為30s～40s。4、清水沖洗，清除臟物與殘留電凈液。5、用3號活化液活化。零件接電源正極，電壓18V～20V，相對運動速度為100mm/s～130mm/s，時間約20s～40s。6、清水沖洗。7、鍍底層。選用特殊鎳溶液，零件接電源負極，先不通電用鍍筆蘸特殊鎳溶液擦拭零件表面3s～5s，然后用20V電壓下沖鍍3s～5s，再降至12V，在相對運動速度130mm/s～200mm/s下鍍1μm～2μm即可。8、用清水沖洗（繼續(xù)電刷鍍酸性溶液時可不沖洗）。9、鍍工作層。根據(jù)零件表面技術(shù)要求選用合適的鍍液電刷鍍。十二、在鋁及鋁合金以及低鎂合金材料上電刷鍍工藝這類材料包括L、LF、LD、LY等。1、鋁表面極易氧化，可先用機械方法去除氧化層，用鋼絲刷或用浸透了電刷鍍?nèi)芤旱纳凹垼チ献?/p>