金属氢脆原因及去氢脆方法

金属氢脆因素及去氢脆措施在任何电镀溶液中，由于水分子的J离解，总或多或少地存在一定数量的氢离子因此,电镀过程中，在阴极析出金属（主反映）日勺同步，伴有氢气日勺析出（副反映）析氢日勺影响是多方面日勺，其中最重要的是氢脆氢脆是表面解决中最严重H勺质量隐患之一，析氢严重日勺零件在使用过程中就也许断裂，导致严重的事故表面解决技术人员必须掌握避免和消除氢脆的技术，以使氢脆的影响减少到最低限度

一、氢脆1氢脆现象氢脆一般体现为应力作用下的延迟断裂现象曾经浮现过汽车弹簧、壑圈、螺钉、片簧等镀锌件,在装配之后数小时内陆续发生断裂，断裂比例达40%~50%某特种产品镀镉件在使用过程中曾浮现过批量裂纹断裂，曾组织过全国性攻关，制定严格日勺去氢工艺此外，有某些氢脆并不体现为延迟断裂现象,例如电镀挂具（钢丝、铜丝）由于经多次电镀和酸洗退镀，渗氢较严重，在使用中常常浮现一折便发生脆断日勺现象;猎枪精锻用的芯棒，经多次镀铭之后，堕地断裂;有的淬火零件（内应力大）在酸洗时便产生裂纹这些零件渗氢严重，无需外加应力就产生裂纹，再也无法用去氢来恢复原有的韧性2氢脆机理延迟断裂现象日勺产生是由于零件内部的氢向应力集中日勺部位扩散汇集，应力集中部位的金属缺陷多（原子点阵错位、空穴等）氢扩散到这些缺陷处，氢原子变成氢分子，产生巨大的压力,这个压力与材料内部的残留应力及材料受的外加应力，构成一种合力，当这合力超过材料的屈服强度，就会导致断裂发生氢脆既然与氢原子的扩散有关，扩散是需要时间的，扩散的速度与浓差梯度、温度和材料种类有关因此,氢脆一般体现为延迟断裂氢原子具有最小H勺原子半径，容易在钢、铜等金属中扩散，而在镉、锡、锌及其合金中氢的扩散比较困难镀镉层是最难扩散的，镀镉时产生W、J氢，最初停留在镀层中和镀层下的金属表层，很难向外扩散，去氢特别困难通过一段时间后，氢扩散到金属内部,特别是进入金属内部缺陷处日勺氢，就很难扩散出来常温下氢的扩散速度相称缓慢，因此需要即时加热去氢温度升高，增长氢在钢中日勺溶解度，过高日勺温度会减少材料的硬度，因此镀前去应力和镀后去氢的温度选择，必须考虑不致于减少材料硬度，不得处在某些钢材的脆性回火温度，不破坏镀层自身的性能

二、避免和消除的措施

1.减少金属中渗氢的数量在除锈和氧化皮时，尽量采用吹砂除锈，若采用酸洗，需在酸洗液中添加若丁等缓蚀剂；在除油时，采用化学除油、清洗剂或溶剂除油,渗氢量较少，若采用电化学除油，先阴极后阳极；在电镀时,碱性镀液或高电流效率日勺镀液渗氢量较少

2.采用低氢扩散性和低氢溶解度的镀涂层―一般觉得，在电镀Cr、Zn、Cd、Ni、Sn、Pb时，渗入钢件日勺氢容易残留下来，而Cu、Mo、Al、A g、Au、W等金属镀层具有低氢扩散性和低氢溶解度，渗氢较少在满足产品技术条件规定的状况下,可采用不会导致渗氢的涂层，如达克罗涂覆层可以替代镀锌，不会发生氢脆，耐蚀性提高7~10倍,附着力好，膜厚6〜8um,相称于较薄的镀锌层，不影响装配

3.镀前去应力和镀后去氢以消除氢脆隐患若零件经淬火、焊接等工序后内部残留应力较大,镀前应进行回火解决，减少发生严重渗氢日勺隐患对电镀过程中渗氢较多日勺零件原则上应尽快去氢,由于镀层中日勺氢和表层基体金属中日勺氢在向钢基体内部扩散，其数量随时间日勺延长而增长新日勺国际原则草案规定“最佳在镀后1h内，但不迟于3h,进行去氢解决”国内也有相应的原则，对电镀锌前、后的去氢解决作了规定电镀后去氢解决工艺广泛采用加热烘烤，常用的烘烤温度为150~300℃,保温2~24h具体的解决温度和时间应根据零件大小、强度、镀层性质和电镀时间的长短而定去氢解决常在烘箱内进行镀锌零件的去氢解决温度为110~220℃,温度控制的高下应根据基体材料而定对于弹性材料、

0.5mm如下的薄壁件及机械强度规定较高的钢铁零件,镀锌后必须进行去氢解决为了避免“镉脆”，镀镉零件日勺去氢解决温度不能太高,一般为180〜200℃

三、应注意H勺问题材料强度越大，其氢脆敏感性也越大，这是表面解决技术人员在编制电镀工艺规范时必须明确的基本概念国际原则规定抗拉强度b105kg/mm2H勺钢材，要进行相应口勺镀前去应力和镀后去氢解决法国航空工业对屈服强度as90kg/mm2的钢件就规定作相应去氢解决由于钢材强度与硬度有较好口勺相应关系，因此用材料硬度来判断材料氢脆敏感比用强度来判断更为直观、以便由于一份完善日勺产品图和机加工工艺都应标注钢材硬度在电镀中我们发现钢的I硬度在HRC38左右时开始呈现氢脆断裂的危险对高于HRC43的零件，镀后应考虑去氢解决硬度为HRC60左右时，在表面解决之后必须立即进行去氢解决，否则在几小时之内钢件会开裂除了钢材硬度外，还应综合考虑如下几点

①零件时使用安全系数:安全重要性大的零件，应加强去氢;

②零件日勺几何形状:带有容易产生应力集中H勺缺口，小R等的零件应加强去氢;

③零件H勺截面积:细小的弹簧钢丝、较薄的片簧极易被氢饱和,应加强去氢;

④零件的渗氢限度:在表面解决中产生氢多、解决时间长U勺零件，应加强去氢；

⑤镀层种类:如镀镉层会严重阻挡氢向外扩散，因此要加强去氢；

⑥零件使用中日勺受力性质:当零件受到高日勺张应力时应加强去氢，只受压应力时不会产生氢脆;

⑦零件时表面加工状态对冷弯、拉伸、冷扎弯形、淬火、焊接等内部残留应力大口勺零件，不仅镀后要加强去氢，并且镀前要去应力;

⑧零件的历史状况对过去生产中发生过氢脆口勺零件应特别加以注意，并作好有关记录去氢脆重要因素是电镀工艺中导致的金属“氢化”现象导致时，而你用时不合格品呢并不是电镀工艺自身有问题，由于电镀（真空镀除外）本来就会导致金属氢化，但是目前有许多金属表面解决商都去掉了最后一种工艺（特别是对于弹性元件很致命的）那就是“去氢解决”工艺,也就是说正常状况下，对于有强度规定日勺金属零件需要完毕去氢后才干交给顾客的，但是为了节省生产成本，而顾客又不懂的状况下或者历来没有规定过、验收过的状况下，省略这一工艺可以节省5〜15%的成本呢因此你感觉到电镀后的螺栓、弹垫等零件在电镀解决后“变脆”了一般地说对于有强度规定的金属零件的去氢解决规定是度120〜220度高温保持1〜2小时（电镀结束后），具体状况需要按照零件规定来控制。