常用鋼鐵零件電刷鍍修復工藝簡介

 

一、什麼是電刷鍍

電刷鍍是在不斷供應電解液的情況下，用與電源正極相接的電筆，在接陰極的工作表面上擦拭而獲得電鍍層。它不用鍍槽，又名無槽鍍。電刷鍍具有沉積速度快、鍍層種類多、結合強度高、適應範圍廣、污染少等一系列優點，已成為機械零部件的表面修復和強化的重要手段之一。

1、電刷鍍的基本原理

電刷鍍是採用專用直流電源，電源正極接電筆，作為電鍍的陽極，負極接工件，作為電鍍的陰極。鍍筆通常高純細石墨製作，外麵包裹棉花包套。刷鍍時浸滿刷鍍液的鍍筆，在鍍筆與工件接觸部位之間，鍍液中的金屬離子Mn+在電場作用下便向工件表面移動，在陰極表面獲得電子e后，被還原成金屬原子M，沉積結晶形成鍍層。在陰極上的反應為： Ｍ ｎ+ ＋ ｎｅ —→　M ，即通過陰、陽極反應，使電源流出電子經電解液中的陰離子、陽離子定向遷移，構成一個完整的迴路。金屬離子在陰極上接受電子，被還原成金屬的陰極反應，也是傳質、表面轉化和電結晶三個步驟。刷鍍時由於鍍筆與工件表面相對運動，濃差擴散可以忽略，對流傳質是金屬離子向陰極遷移的主要方式，刷鍍液是有機絡合物水溶液，金屬離子大多是以絡合離子的形成存在。在這裡陰極表面轉化主要是絡合離子轉化后得到電子還原為金屬原子的電化學反應。提高陰極極化作用，所得到的晶粒細，分布均勻。刷鍍層是斷續成長的電結晶過程，鍍筆與工件表面相對運動，使被鍍表面上的電流呈斷續狀態，鍍筆與工件接觸部位，金屬離子被還原結晶，使形成的晶粒尚未長大就被暫停，下一次鍍筆重新運動到該表面才能重新形核和長大，因而晶粒細。電流密度大，過電位高也是提高形核率、細化晶粒的因素。以上種種原因致使刷鍍層晶粒很細。透射電鏡分析表明，刷鍍層位0.01 ~ 0.07μm的超細晶粒，位錯密度高。鎳鎢、鎳鈷合金鍍層的x射線衍射相分析表明，合金元素鎢和鈷溶于鎳基體中形成固溶體。

實踐表明：刷鍍層有比普通金屬和槽鍍層更高的硬度和耐磨性。分析結果認為，刷鍍鎳鍍層的強化機制是細晶強化、高密度位錯強化和固溶強化。

2、精藝達電刷鍍技術的特點

（1）設備先進輕便靈敏，便於攜帶，工藝先進、操作靈活不需要鍍覆的部位保護成本低，適用於野外及現場修復，尤其對於大型、精密設備的現場不解體修復更具有經濟實用價值。

（2）操作過程中陰極與陽極之間相對運動，故允許使用較高的電流密度，比槽鍍使用的電流大几倍到几十倍。局部修復效果顯著。

（3）電刷鍍使用的鍍液中金屬離子含量高，所以沉積速度快(比槽鍍快5~50倍)，提高了工作效率、縮短維修工期、維修價值顯著。      

（4）鍍液種類多、應用廣氾、根據不同基材選用鍍液，適用各行的維修需要、超厚鍍層鍍層厚鍍可達2mm以上。               

（5）鍍液性能穩定 ，使用效果可靠，對環境污染小，不燃、不爆、易儲存、運輸方便。

（6）配有專用的除油除鏽的電解液，對不同的基材預處理採取不同的工藝處理，結合力高，鍍層質量高。

（7）不同型號的鍍筆，並配有型狀不同、大小不一樣的不溶性陽極，對各種幾何形狀以及結構複雜的零部件都可修復。 

（8）鍍層厚度的均勻性可以控制、即可均勻鍍，也可不均勻鍍。

（9）修復過程不升溫、不變形、表面光潔度高，鍍厚一般不需要機械加工。

3、電刷鍍應用領域

電刷鍍有效地解決了傳統修復工藝如熱噴塗技術存在結合力問題、膠粘技術存在老化和結合力差問題，冷焊技術存在效率低、修復精度差等問題。，已經成為機件表面修復的重要手段，尤其適用大型機械的不解體修復或野外修復。可在不同材料上鍍不同性質的鍍層。從刷鍍磨損擦傷件、腐蝕件，發展到直接用於製造產品的零部件、裝飾件，直到刷鍍具有特殊物理性能的鍍層。如刷鍍金、銀、仿金、仿古銅可提高工藝品或裝飾品的觀賞價值，在插頭、接點等部位鍍金，可提高計算機線路工作的可靠性等。刷鍍作為一種特殊的修復工藝，在提高金屬表面耐磨、防蝕、工件超差、表面強化方面被機械、冶金、水電、石油化工、印刷機械、塑料橡膠模具、紡織印染、電力、電子、電器、航空、艦船、兵器等行業廣氾應用，修復了許多大型設備、工件，節約了大量資金。電刷鍍技術已被國家列為重點推廣項目。

二、大約90%以上的待鍍工件是由鋼鐵材料製造的，因此，鋼鐵基材上的刷鍍工藝是最常用的刷鍍工藝。對於由普通碳鋼、低合金鋼製造的零件，一般採用的刷鍍工藝流程如下：

機械打磨 → 丙酮清洗 → 非鍍面遮蔽 → 電淨 → 水洗 → 2號活化 → 水洗 → 3號活化 →水洗 → 鍍底鎳 → 水洗 → 鍍超厚鍍層（如厚鎳及其合金、厚銅等）→ 水洗 →打磨至精度要求 → 檢驗

機械打磨的目的是去除表面缺陷，獲得適合刷鍍施工的待鍍表面，以保証鍍層與基體的結合力。

電淨的作用是去掉經過機械打磨后殘留在工件表面輕微的油污。刷鍍過程中，最好進行2次以上的電淨處理，確保工件表面無油污。

2號活化的作用是去掉工件表面上的氧化膜和鏽蝕產物，露出新鮮的純金屬表面。經2號活化后，原先光亮的表面應呈均勻的灰色、或灰褐色。

3號活化的作用是去除經2號活化后殘存在工件表面上的灰、褐色膜層，使待鍍面露出銀白色或銀灰色的純金屬表面。

鍍底鎳的作用是提高後續鍍層與基體的結合力。鍍前應無電擦拭，鍍底鎳應鍍至表面呈均勻的亮白色為止。

鍍超厚鍍層：的目的是快速恢復超差尺寸。對於不易磨損件可選用快速刷鍍厚銅工藝，因為銅層較軟，便於鍍后加工。對於易磨損件，可選用刷鍍快速鎳及其合金工藝。一般情況下，上述刷鍍工藝的一次鍍厚能力大於0.5毫米。快速鎳及其合金鍍層的硬度均高于經調質處理45#鋼的硬度，自補償系列超快鎳及其合金的硬度高于中、高碳淬火鋼的硬度。

三、【西安精藝達】採用快速、超厚、環保的專業系列電刷鍍技術為機械、冶金、水電、石油化工、印刷機械、橡塑模具、電力、電子、電器、航空、艦船、兵器等各行業的設備磨損、腐蝕的尺寸恢復、特殊件功能性表面處理（無氰鍍金、鍍銀、鍍光亮錫、鍍大於3mm厚銅）。

在施工過程中，無需拆卸零部件，可以進行現場在機修復。修復工件、設備不解體，不升溫 ，不變形。

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