活塞桿鍍鎳層套鉻時發花的原因分析及對策

王志遠， 梅艷霞， 黃興林， 于鐵柱

（徐州徐工液壓件有限公司 技術中心，江蘇 徐州221004）

0 前言

液壓油缸活塞桿一般鍍硬鉻，對耐蝕性有較高要求的鍍半光亮鎳／光亮鎳／硬鉻。活塞桿鍍鎳層套鉻時常出現發花現象，鍍層表面無金屬光澤，嚴重影響桿體的外觀質量。造成鍍鉻發花的原因較多，如鍍鎳后活塞桿放置時間過長、鍍鎳后清洗不良、鍍鉻液中雜質過多等。本文重點介紹了活塞桿鍍鎳層套鉻時發花的常見原因及解決方法，以期為同行提供參考。

1 工藝流程

2 原因分析及對策

2.1 光亮鎳層存在問題

光亮鎳層存在問題主要分為兩種情況：一種是鍍鎳層發花，鍍鉻后鉻層也發花，這種發花現象較易發現和解決；另一種是鍍鎳層不發花，但是鍍鎳層發生鈍化，導致鍍鉻后出現發花現象。下面分別對這兩種情況予以討論。

2.1.1 鍍鎳層本身發花

（1）初級光亮劑添加過量

鍍鎳液中的初級光亮劑與次級光亮劑配合，可以得到全光亮的鍍鎳層。除了作為光亮劑外，初級光亮劑還可作為應力消除劑，使鍍層產生的壓應力抵消鍍層中的拉應力，提高鍍層的韌性。但是如果鍍鎳液中初級光亮劑的體積分數過高，會造成鍍鎳層發霧，在該鍍層上鍍鉻，就會造成鍍鉻層發花。

處理方法：通過赫爾槽試驗及對鍍液成分進行分析，確定鍍鎳液中初級光亮劑的體積分數，通過電解處理降低其體積分數。

（2）鍍鎳液中有油污

工件未清洗徹底、掛具存在油污、電鍍生產線上潤滑油滴漏等，均會造成鍍層發花，嚴重時會造成鍍層脫皮。

處理方法：保證工件清洗徹底；對現場使用的掛具進行優化設計，并及時清洗；對于槽液中的油類雜質，用乳化劑將其乳化，然后用活性炭吸附，再過濾除去。

（3）鍍鎳后清洗不良

鍍鎳后浸在水中的工件，由于清洗水受到污染，造成套鉻前的工件存在發花現象，繼續鍍鉻就會出現發花現象。

解決方法：用鉻酸液清洗鍍鎳件，可以保證鍍鎳件不花發。

2.1.2 鍍鎳層鈍化

（1）鍍件形成雙性電極

在電鍍過程中不關閉電源而進行連續操作，會使鍍件在出槽時形成雙性電極，作為陽極的鍍鎳層上就會形成鈍化膜。

處理方法：在工件出槽時，減小電流甚至切斷電源，避免雙電極的產生。

（2）鍍鎳件放置時間過長

鎳是具有強鈍化能力的金屬，如果工件在鍍完半光亮鎳和光亮鎳后，未能及時鍍鉻，鍍鎳件在空氣中放置時間過長，被空氣中的氧氧化，形成鈍化膜。

處理方法：合理安排生產，鍍鎳后及時鍍鉻。

（3）電鍍過程中斷電

鍍鉻過程中斷電，當鍍鎳件在含有強氧化劑的鍍鉻液中停留時，就會造成鍍鎳層鈍化。

處理方法：斷電后，取出工件，經活化后重新電鍍；清理導電元件，保證導電性良好；另外，可以用鹽酸對鍍鎳后的工件進行活化處理，將鈍化膜中的高價物質還原為低價物質，從而使鈍化膜變為不連續的多孔膜而除去，達到活化鍍鎳層的目的。

（4）鍍鎳后回收水的pH值高

如果鎳回收槽液的pH值大于6，容易導致光亮鎳層鈍化，鍍鉻后出現發花現象。

處理方法：用硫酸調整回收水pH值為3～5。

2.2 鍍鉻本身的問題

2.2.1 鍍液成分比例失調

鍍鉻液的組成比較簡單，主要含有鉻酐、硫酸根和三價鉻。如果鉻酐和硫酸根的比例失調或者三價鉻偏離標準值，都會導致鍍鉻層發花。鉻沉積過程中會形成膠體膜，而硫酸根的溶膜作用是鉻沉積不可缺少的條件。但是如果鍍鉻液中硫酸根的質量濃度過高，鍍件入槽時先是在陽極出現大量細小的氧氣泡，然后在陰極出現少量較大的氫氣泡，鍍件出槽時就會出現發花現象。

三價鉻與硫酸根形成硫酸鉻，能促進鉻在低電流密度區的沉積。當三價鉻的質量濃度低于2g／L時，就會使低電流密度區鉻沉積困難，鍍鉻層發花。

處理方法：可以通過赫爾槽試驗和化學分析方法確定鍍液成分。如果硫酸根的質量濃度較高，可通過補加鉻酐的方法調節鉻酐與硫酸根的比例；如果三價鉻的質量濃度過低，可通過電鍍前的電解處理，將六價鉻還原為三價鉻。

2.2.2 鍍液中雜質過多

鐵雜質的質量濃度超過10g／L以后，會導致鍍液的電導率降低，電流不穩定，光亮范圍變窄，鍍層出現發花現象。鐵雜質主要來源于鍍件深凹處鐵質的溶解，或者反刻過程中溶解的工件未清洗干凈就進入鍍鉻槽中，造成鍍液中鐵雜質的質量濃度升高。所以，鍍鉻前要對鍍鎳件進行徹底清洗。

氯離子是主要的非金屬雜質，主要來源于清洗工件用的自來水。如果氯離子的質量濃度超過0.5 g／L，會降低鍍液的分散能力、覆蓋能力及鍍層的結合力，使鍍層粗糙、發花。

處理方法：可加入硫酸銀、碳酸銀等產生沉淀除去氯離子，但是該方法的成本高。一般采用電解法使氯離子以氯氣的形成逸出。鍍鉻對鍍前清洗的要求比較高，最好使用去離子水或蒸餾水對鍍件進行清洗，避免自來水中的氯離子被帶入鍍鉻液中。鍍液中氯離子的質量濃度一般控制在0.03g／L以下。

2.2.3 槽底沉渣

如果鍍液長期未清理，槽底會沉積大量沉渣。如鉛陽極、鉛襯里等被鉻酸腐蝕后與其他雜質摻雜沉積于槽底。在電鍍過程中，由于槽液攪拌，沉渣泛起，吸附于鍍件表面，就會造成鍍層發花。

處理方法：對槽液進行定期過濾處理，以除去槽液中的沉渣。

2.2.4 電力線分布不均

電鍍中一般要求陽極的長度要大于陰極（工件）的，陰陽極形狀相似和不擾亂電位場是獲得均勻電流分布的總原則。因此，如果陽極的長度小于陰極的，就會造成陰極端部沒有電力線分布或者電力線不足，從而造成電流不足，導致鍍鉻層發花。

處理方法：檢查陽極的長度是否大于陰極的，并予以糾正。

2.3 其他原因

鍍鉻使用的三相整流電源缺一相、鉻酐不純、掛具掛鉤與工件彈性不緊、電鍍車間環境差等，也會造成鍍鎳層套鉻時出現發花現象。

3 結論

本文重點從鍍鎳層存在問題及鍍鉻槽液本身存在問題導致鍍鉻層發花兩個方面進行了討論。除設備和原料問題以外，其他因素都可通過加強車間管控、嚴格執行操作規范來避免。