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淺析鋁汽缸鍍鉻故障的排除

  由于長(zhǎng)期承擔(dān)小型無(wú)人駕駛飛機(jī)的生產(chǎn)任務(wù),其中發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸材料為鑄鋁合金。為了提高汽缸體內(nèi)腔的表面硬度,增強(qiáng)耐磨性能,長(zhǎng)期以來(lái)一直采用鍍硬鉻工藝;鍍層的各項(xiàng)性能均較好。然而近來(lái)有一批汽缸體在鍍鉻后出現(xiàn)了鍍層剝落的現(xiàn)象,經(jīng)過(guò)工藝人員的分析,找出了故障原因,并提出了解決方案。

  1故障分析

  由于鋁在空氣中易氧化,從前處理到電鍍的每一個(gè)細(xì)小環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題,都可能引起鍍層剝落,因此在查找原因時(shí),必須深入生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng),逐個(gè)工序進(jìn)行排查。

  在進(jìn)行鍍前預(yù)處理時(shí),發(fā)現(xiàn)工人采用銅絲吊掛汽缸體進(jìn)行一系列的操作,因此在酸洗后,銅將在硝酸中溶解并置換到鋁基體表面,隨后浸鋅層附著在置換銅層上,與基體結(jié)合力下降,導(dǎo)致鍍層剝落。當(dāng)完成鍍前預(yù)處理工序進(jìn)入鍍鉻槽時(shí),未采用帶電下槽使得浸鋅層在鍍鉻槽中部發(fā)生溶解,浸鋅層被破壞,嚴(yán)重影響了鍍層的結(jié)合強(qiáng)度。另外,在前處理過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)浸鋅后缸體內(nèi)表面部分區(qū)域出現(xiàn)黃色斑點(diǎn),與鋁合金鍍鉻前所要求的均勻深灰色鋅膜不符,造成鍍鉻層結(jié)合力不好,鍍層剝落。從汽缸體的外觀看,在鍍層剝落部位無(wú)論是內(nèi)腔還是外壁均布滿聚集在一處或多處的微小而不連貫的縮松孔。由資料可知,此孔形狀不規(guī)則,孔內(nèi)粗糙不平,晶粒粗大,有些甚至?xí)l(fā)生金相組織的改變。由于汽缸體電鍍前處理工序較多,分別經(jīng)過(guò)不同的化學(xué)溶液,若鑄件的縮松孔直徑及數(shù)量超過(guò)正常規(guī)范,勢(shì)必造成化學(xué)溶液滲入鑄件基本內(nèi)部,在操作過(guò)程中難以清洗干凈,鍍鉻時(shí)溫度升高,殘留在孔隙中的溶液滲出,致使鑄鋁基體表面膜成分發(fā)生改變,造成鍍層剝落。

  2解決方法

  首先要求工人嚴(yán)格按照工藝規(guī)范進(jìn)行操作,鍍前預(yù)處理過(guò)程采用鋁絲吊掛汽缸體,避免發(fā)生銅置換現(xiàn)象。在鍍前預(yù)處理后,盡量縮短汽缸體在空氣中的停留時(shí)間,并帶電下槽,小電流活化后,升至正常電流進(jìn)行電鍍。

  此外,對(duì)于汽缸體內(nèi)表面浸鋅后出現(xiàn)的少量黃斑,經(jīng)過(guò)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)若用手輕輕將黃斑擦凈,仍可鍍出結(jié)合強(qiáng)度良好的鍍層。同時(shí),汽缸體在經(jīng)過(guò)處理后,必須進(jìn)行嚴(yán)格的清洗、烘干。若鑄件缺陷較嚴(yán)重,缸體可采用二次電鍍的方法,將第一次不合格鍍層退掉,擱置一段時(shí)間,進(jìn)行第二次電鍍,能夠獲得結(jié)合強(qiáng)度較好的鍍層。

  3小結(jié)

  影響鋁基體上鍍鉻的因素很多,從掛具的選擇到工序間的操作,應(yīng)嚴(yán)格遵守工藝規(guī)范,才能獲得較好的鍍層。

  基體材質(zhì)對(duì)產(chǎn)品的鍍層質(zhì)量有著不可忽視的影響。雖然通過(guò)工藝能夠解決有缺陷的鑄件鍍層結(jié)合強(qiáng)度的問(wèn)題,但由于基體內(nèi)部結(jié)構(gòu)缺陷所造成的部分化學(xué)溶液殘留,形成許多微觀的腐蝕原電池,產(chǎn)生嚴(yán)重的晶間腐蝕,將對(duì)產(chǎn)品的物理性能、機(jī)械性能以及氣密性造成不良的影響。這一點(diǎn)應(yīng)引起產(chǎn)品設(shè)計(jì)及使用人員的重視,盡量避免或減少產(chǎn)品由于材質(zhì)和機(jī)械設(shè)計(jì)在電鍍過(guò)程中對(duì)鍍層質(zhì)量的不良影響。

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