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行业新闻

模具弹簧的表面处理技术与注意事项

    现模模具是工业生产的主要工艺装备。现代工业产品的发展和技术水平的提高,很大程度上取决于模具工业的发展水平。近几年,自动化程度的提高使国外模具迅速发展。和很多制造业境况类似,我国虽是模具生产大国,却过不是模具制造强国。对与于模具相配的弹簧,此细节却也是成就品质的关键。其表面处理工艺的优劣,直接影响整套模具的使用性能。为此,慧聪表面处理网小编收集整理了资料,在这里简单和大家分享一下。 
    彩色漆面涂层 功能美观集一身
    弹簧表面采用各种漆层来代作识别,如轻小荷重用黄色漆表示;轻荷重用蓝色漆表示;中荷重用红色漆表示;极重荷重用咖啡色漆表示;
    性能分析:好的漆层来配套弹簧表面处理,可谓一举两得,用颜色来标识各种技术参数,方便工业生产操作,而且使弹簧表面的防腐性能得以更好的保证。
    目前成功使用上述方式的主要厂家多在国外,尤其以日本居多。在国内,此还只有小部分厂家效访,目前主要是一些固定的技术要求,如采用进口材料而达到国外水平外,但整个弹簧表面处理效果却明显存在差距。
    国内一般用人工喷漆,外观会出现流挂、漏喷、结合不好,防锈能力差。本身的工艺局限性造成大量的产品要脱漆返工。
    国外采用的是电泳漆,在水溶性的漆槽内,把工件做阴极,施加一定的电压和时间,便可在弹簧的所有表面形成厚度均匀的漆层,然后清洗烘干便可。其外观清洁光亮,无颗粒,无露底现象,结合力好不易脱落,硬度好有3-4H,如果采用英国LVH公司聚氨酯阴极电泳漆,则其柔软性相当好。操作环境无浓的溶剂味,对空气污染少,废水处理排放流程简易,只要调节PH沉降电泳漆的树脂,然后排放清水。
    用于弹簧油漆层的油漆
    a.沥青漆沥青漆具有良好的耐水、防潮、耐蚀性,特别有优异是耐酸性和良好的耐碱性。但附着力、机械强度、装饰性差。
    b.酚醛漆酚醛漆分为底漆与面漆两种,酚醛底漆附着力强,防锈性能好,但漆膜机械强度及光泽性差。酚醛面漆漆膜坚硬,光泽性好,但耐气候性较差,漆膜易变黄。
    c.醇酸漆醇酸漆漆膜坚韧,附着力强,机械性能好,有极好的光泽,良好的耐久性并具有一定的耐油、绝缘性能。其缺点是表面干结快而粘手时间长,易起皱、不耐水、不耐碱。
    d.环氧漆环氧漆附着力极强,硬度高,且韧性好,耐屈挠、耐冲击、硬而不脆,对水、酸、碱及许多有机溶剂都有极好的抵抗力,特别以耐碱更为突出。其缺点是表面粉化快,溶剂选择性大。水溶性环氧漆用于电泳涂漆。
    在一般情况下,油漆层既可以单独使用,又可以作为磷化后的着色剂。有时,有些弹簧为了按载荷分成等级,也涂喷不同颜色油漆来加以区别。具体选用何种类型及牌号的油漆,应根据工作环境而定。必要时,应在弹簧图样中注明。
    弹簧表面光饰处理
    近几年来,弹簧表面进行光饰(整)处理也被弹簧设计者有所认识。
光饰(整)工艺是将弹簧直接放入倾斜离心式或者螺旋振动式、涡流式等系列的光饰机中,并加入适量的研磨料、研磨剂和水,进行光整加工。一般光整约20~30min,具体光整时间视弹簧形状和装置量多少而定。光整结束后取出弹簧,并且用自来水冲洗干净,然后浸入SM系列水膜置换防锈油中数分钟后取出。这时弹簧表面附上一层5μm防锈油膜,该油膜保护弹簧不受锈蚀。这种处理方法大大养活了传统繁的工序,如去油、清洗、酸洗、去氢等。 
    目前采用光饰(整)工艺的弹簧有:油泵油嘴用柱塞弹簧和喷油器调压弹簧;冰箱压缩机用支承弹簧等。光饰(整)处理和常规的氧化或镀层处理的弹簧,两者之间的性能(寿命)以及抗蚀性等比较,不待进一步试验、实践后,作出较可靠的结论。  
    不合格的漆层退除方法:
    目前有的工厂采用油烧漆层,然后再用喷丸清洁表面,但操作过程造污染相当大,而且人工操作过程中易出现火情。
    用浓硫酸碳化漆漆层,但强酸本身会导致氢脆,不适用弹簧。
    采用KRT脱漆剂,用溶涨方法,剥离漆层,不伤弹簧基体,操作简单,是比较先进的方法,但使用商品的脱漆剂可能会导致成本上升,但如果减免了报废率,总体成本倒不会上升。
    弹簧的金属保护层
    金属保护层种类很多,就弹簧而言,一般是用电镀金方法以获得金属保护层。电镀保护层不但可以保护不受腐蚀,同时能改善弹簧的外观。有些电镀金属还能改善弹簧的工作性能,例如提高表面硬度,增加抗磨损力,提高热稳定性,防止射线腐蚀等。但如果单纯为了弹簧的腐蚀,一般应选用电镀锌层与电镀镉层。
    锌在干燥的空气中较安定,几乎不发生变化,不易变色。在潮湿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止继续遭受腐蚀。因此镀锌层用于弹簧在一般大气条件下防腐蚀保护层。凡与硫酸、盐酸、苛性钠等溶液相接触,以及在三氧化硫等气氛的潮湿空气中工作的弹簧,均不宜用锌镀层。
    一般镀锌层后经钝化处理,钝化可提高镀层的保护性能和增加表面美观。
    在海洋性或高温的大气中,以及与海水接触的弹簧,在70°C热水中使用的弹簧,镉比较安定,耐腐蚀性能较强。镉镀层比锌镀层光亮美观、质软、可塑性比锌好,镀层氢脆性小,最适宜于弹簧作保护层。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保护层。
    为了提高镉镀层的防蚀性能,可在镀后进行钝化处理。
    锌与镉镀层的厚度决定着保护能力的高低。厚度的大小一般应根据使用时工作环境来选择,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。
    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入到镀层和基体金属的晶格中去,造成内应力,使弹簧上的镀层和弹簧变脆,也叫氢脆。
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,往往会造成弹簧的断裂。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性能,延长弹簧的使用寿命,提高镀层的抗蚀能力,必须进行镀后处理,即除氢处理。除氢处理是在电镀后,立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),即可达到除氢的目的。 
    除氢一般在烘箱中进行。除氢效果与温度、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,其除氢效果就好。故对弹簧除氢温度选择可高一些。
    金属保护层,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工作的场合选择镀层。

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