铁基粉末冶金件的
表
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面处理
2007年11月电镀与环保第27卷第6期(总第158期)?41?
铁基粉末冶金件的表面处理
陈仙花,郑砬玮(厦门宏发电声有限公司,福建厦门361021)
中图分类号:TG174.4文献标识码:B文章编号:1000—4742(2007)06—0041—02
0前言2确定试验
方案
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粉末冶金件因其疏松多孔,在镀前处理和电镀 过程中,容易渗入酸,碱溶液和镀液,造成镀层出现 斑点,由内部向外腐蚀,致使镀层发生孔蚀而失去保 护作用.通常解决的方法是封闭孔隙,如喷砂,抛 丸,整形,浸渍石蜡等.
本文探讨的铁基粉末冶金件是旋转式小型非密 封交直流电磁继电器用的衔铁.其厚度为(4.2? 0.2)mm,衔铁结构带转轴孔,采用一般封闭孔隙的 方法进行镀前封孔,存在封孔后衔铁转轴孔难于清 洗等问题,故无法通过镀前封孔的方法提高衔铁的 防锈能力.
l存在问题及原因
分析
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1.1存在问题
衔铁电镀后出现白色物质,绿色物质,锈蚀等问 题,转轴内的异物容易堵塞转轴,造成衔铁转动不灵 活,甚至无法转动而失效.
1.2原因分析
1.2.1析出的白色物质
将白色物质放入水中观察,白色物质能溶于水. 用pH试纸测量其水溶液,pH值呈碱性.故判断白 色物质为镀镍后碱中和处理工序过程中,碱性物质
进入衔铁孔隙,经80?热纯水烫洗,再100?高温 干燥后析出.
1.2.2析出的绿色物质
从异物的颜色初步判断绿色堆积物为镍的化合 物,系镀镍工序造成.
1.2.3锈蚀
粉末冶金
材料
关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料
疏松多孔,经表面处理各工序的 水及酸,碱的接触,各类物质进入衔铁孔隙,一段时 间后又渗出引起锈蚀.
基于上述分析,对因碱中和工序造成的白色物 质析出问题,取消镀镍后酸活化和碱中和工序;对由 于接触酸,碱产生锈蚀和镀镍造成析出绿色物质等 问题,采用高温蒸汽氧化处理,再浸防锈油试验. 2.1绝缘铆钉的预处理
为避免蒸汽对衔铁的不良影响,我们对与衔铁 配合的绝缘铆钉进行预处理试验.
样品号1:真空焙烘(150,170?,7,9h)绝 缘铆钉.
样品号2:未焙烘的绝缘铆钉.
2.2试验方案
基于原因分析和成本等方面考虑,我们选择了 粉末冶金成型后直接高温高压氧化处理衔铁,使其 表面形成致密的薄氧化层.同时考虑到氧化处理工 艺对衔铁的防锈保护性能弱于电镀工艺,故在氧化 处理后增加防锈油浸泡处理试验.确定以下三组试 验方案.
方案A:氧化处理
方案B:氧化处理一5%钟油.乙醇浸泡
方案C:氧化处理一防锈油浸泡
2.3试验情况
经初步分析,继电器内部气氛可能对衔铁的防 锈性能产生影响,故将衔铁装配成成品后进行高温 潮湿试验.试验条件:温度40?,相对湿度98%,时 间14d.观察衔铁的锈蚀情况,如表1所示. 表1不同处理工艺的衔铁潮湿试验
试验方案代号一样品代号试验后衔铁外观 严重锈蚀
锈蚀
衔铁卡,且表面严重锈蚀
严重锈蚀
衔铁卡,锈蚀
锈蚀
实验表明:绝缘铆钉焙烘后较未焙烘对衔铁的 抗锈能力略有提高.粉末冶金衔铁密度? 7.0g/cm3,高温高压氧化处理工艺对于衔铁的抗锈 能力没有明显提高.重新确定试验方案. ######
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42?Nov.2007Electroplating&PollutionControlV01.27No.6
3确定第二轮试验方案
3.1控制衔铁的密度
保证衔铁的密度大于7.0g/cm.通过在铁基 粉末冶金内掺入质量分数为3%,5%的镍,以提高 衔铁的密实性,使衔铁密度变大.观察氧化处理工
艺对衔铁抗锈性能的改善情况.
3.2重新确定试验方案
针对衔铁厚度较厚,厚度尺寸为(4.2?0.2) inln,又带转轴孔的结构特点,引入化学镀镍工艺,提 高衔铁孔内镀层的厚度及其均匀性.
方案D:高压蒸汽氧化处理一化学镀镍一 电镀镍一装配
方案E:高压蒸汽氧化处理一装配
方案F:化学镀镍一电镀镍一真空浸泡钟油 处理一装配
3.3第二轮试验情况
(1)在铁基粉末冶金衔铁内掺入一定量的镍 后,从批量零件中随机抽取5只衔铁,测量每只衔铁 的密度,结果如表2所示.
表2衔铁的密度
(2)不同表面处理工艺对衔铁防锈能力的影响 为考察不同处理工艺对衔铁防锈能力的影响效 果,选用更苛刻的温湿度交变循环试验取代高温潮 湿实验.温湿度循环实验的条件为:环境温度—— 最高温度65?,相对湿度95%.按国标试验,24h 为1个周期,共10个循环.第一阶段按图1所示温 度曲线进行4个循环;第二阶段按图2所示进行6 个循环,结果如表3所示.
4结论
第二轮试验表明:
(1)从外观上,E衔铁未电镀,表面干涩;D衔 铁电镀,未浸钟油,表面光亮;F衔铁电镀后浸泡钟
.从对装配的影响上看,衔铁表面越润 油,表面油滑
滑,衔铁转动灵活性越好,其电气性能越好.
(2)从温湿度循环实验的结果及衔铁表面外观 上比较,D衔铁最好,F次之,E最差.
,/h
图1温湿度变化曲线(4个循环)
6O
芝25
一
1O
0246810121416182O2224 ,/h
图2温湿度变化曲线(6个循环)
表3不同处理工艺衔铁的温湿度循环试验 试验方案代号实验前样品状态实验后样品状态 (3)衔铁经方案D,E和F三种方案处理后,在 室温条件下放置一段时间,未发现有白色和绿色物 质析出.说明表面处理过程中衔铁不接触碱性物质 对其析出白色物质有很好的控制作用.镀镍前进行 化学镀镍对衔铁析出绿色物质也有很好的控制 作用.
本次试验中,D样品在防锈蚀方面表现出明显 的优势.
综合第二轮试验结果,当衔铁的密度大于7.0 g/cm时,采用"高压蒸汽氧化处理一化学镀镍 一电镀镍一装配"工艺处理的衔铁防锈能力 最强.
(4)从试验结果可看出,铁基粉末冶金衔铁的 表面防锈能力除了与表面处理工艺有关,还与衔铁 的密度有很大的关系.要进一步提高铁基粉末冶金 衔铁的防锈能力,还需进一步提高粉末治金衔铁的
密实性.
收稿日期:2007—05.14
浙公网安备 33021202002483