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电机轴承 波形弹簧 中国弹簧专业协会：弹簧的金属维护层

其实弹簧表面的维护就是对弹簧表面进行电镀处理，弹簧经过表面处理后不但可以改善弹簧的外观，能让弹簧不受腐蚀。金属维护层种类很多,就弹簧而言,一般是用电镀方法以获得金属维护层。电镀维护层不但可以维护不受腐蚀,也能改善弹簧的外观。有些电镀金属还能改善弹簧的作业功能,例如提高表面硬度,增加抗磨损力,提高热稳定,防止射线腐蚀等。但如果单纯为了防腐蚀,一般应选用电镀锌层与电镀镉层。

锌在干燥的空气中较稳定,几乎不发生变化,不易变色。在湿润的空气中会生成一层氧化锌或碳式碳酸锌的白色薄膜。这层致密的薄膜可阻挠继续遭受腐蚀。虽然热镀锌可以避免电镀时的氢脆，但因热镀锌温度大约500℃，对弹簧来说，有退火效果，高强度弹簧不合适。热镀锡可以采用，熔融的锡温度约232℃，对弹簧硬度几乎没有影响。因此镀锌层用于弹簧一般在大气条件下防腐蚀维护层。凡与硫酸、盐酸、苛型钠等溶液相接触,以及在三氧化硫等气氛的潮湿空气中作业的弹簧均不宜用镀锌层。

一般镀锌层后经过钝化处理,钝化可提高镀层的维护功能和增加表面美观。

在海洋型或高温的大气中,以及与海水接触的弹簧,在70°C热水中运用的弹簧,镉比较稳定,耐腐蚀力也较强。镉镀层比锌镀层光亮美观、质软、可塑型比锌好,镀层氢脆小,最适宜于弹簧作维护层。但镉稀少、价昂贵、且镉盐毒性大,对环境污染很厉害。因此,在使用上受到限制。故大多数只在航空、航海及电子工业所用的弹簧才使用镉镀层作维护层。

为了提高镉镀层的防蚀功能,可在镀后进行钝化处理。

锌与镉镀层的厚度决定着维护才能的高低。厚度的大小一般应根据运用时工作环境来挑选,镀锌层硬度推荐在6~24μm范围内选取;镀镉层厚度推荐在6~12μm范围内选取。镀锌工艺简单、成本轻，光亮度没有镀镉漂亮，但镀锌对材料表面的粗糙度要求低；镀镉工艺复杂，成本大，光亮度比镀锌漂亮，但镀铬对材料表面的粗糙度要高。另外，镀锌氢的渗透力对弹簧的破坏比镀镉要大。

弹簧的镀锌和镀镉是在氰化电解液中进行的。在电镀过程中,除镀上锌或镉外,还有一部分还原的氢渗透到镀层和基体金属的晶格中去,造成内应力,在钢内部形成细小的裂纹，又称白点，使弹簧上的镀层和弹簧变脆,也叫氢脆。氢脆一经产生就消除不了，由于弹簧材料的强度很高,再加上弹簧成形时的变形很大,因此,对氢脆特别敏感,如不及时去氢,往往会造成弹簧的开裂。为了消除电镀过程中产生的一些缺陷,改善弹簧的物理化学功能,延长弹簧的运用寿命,提高镀层的抗蚀才能,必须进行镀后处理,即除氢处理。除氢处理是在电镀后,当即或者在几小时之内进行。将电镀后的弹簧在200~215°C的温度中,加热1~2h(或2h以上,如果时间过长容易产生铬脆),即可达到除氢的意图。

除氢一般在烘箱中进行。除氢作用与温度、时间、电镀后的停留时间等有关。一般来说,温度高、加热时间长,镀后停顿时间短,其除氢作用就好。故对弹簧除氢温度挑选可高一些。

金属维护层,除上述的镀锌和镀镉外,还有镀铜、镀铬、镀镍、镀锡、镀银、镀锌钛合金等,弹簧设计者可根据弹簧作业的场合挑选镀层。



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