液壓?jiǎn)㈤]機(jī)活塞桿鍍鉻層非正常失效

1、液壓?jiǎn)㈤]機(jī)活塞桿鍍鉻層非正常失效    論文關(guān)鍵詞：活塞桿；電鍍；繡蝕；原因  論文摘要：水利水電工程中的液壓?jiǎn)㈤]機(jī)活塞桿絕大多數(shù)采用鍍鉻進(jìn)行防腐，幾十年的經(jīng)驗(yàn)證明運(yùn)行良好，可近幾年在幾個(gè)水電工程中大型活塞桿的鍍鉻層使用一年內(nèi)即出現(xiàn)了銹蝕，其原因值得認(rèn)真分析。  本文所講的非正常失效主要是指活塞桿在使用年內(nèi)即產(chǎn)生銹蝕及鍍鉻層的破壞。  我們發(fā)現(xiàn)，在同一工程中泄洪深孔油缸的活塞桿很快銹蝕了，可相同直徑、長(zhǎng)度還稍長(zhǎng)的導(dǎo)流底孔的活塞桿卻沒(méi)有銹蝕，所以對(duì)這種活塞桿很決失效的真正原因應(yīng)作深入的探討。    1

2、60;鍍鉻層的正常失效  (1)由針孔及孔隙造成的銹蝕。鍍雙層鉻(先鍍?nèi)榘足t后鍍硬鉻)不可避免地會(huì)出現(xiàn)孔隙，使用時(shí)，水氣通過(guò)針孔從孔隙到達(dá)母材，時(shí)間長(zhǎng)了就逐漸銹蝕，銹蝕面積大了、嚴(yán)重了就進(jìn)一步造成鍍鉻層剝落，這種失效在褪鍍后蝕坑邊緣是圓滑的。  (2)磨損造成的鍍層減薄，當(dāng)鍍層全部被磨損就會(huì)產(chǎn)生銹蝕。    2 近期所見(jiàn)鍍鉻層的幾種非正常失效  (1)銹蝕部位在褪鍍后蝕坑邊緣是非圓形的(有折角)或出現(xiàn)裂紋或出現(xiàn)麻絲狀其尾部是尖的，電鍍專家認(rèn)為這都是比較典型的由內(nèi)部應(yīng)力造成的失效。  (2)活塞桿涂有油脂的外仲部位在油脂層未損

3、壞悄況下不到一個(gè)月的時(shí)間就銹蝕了。  (3)在對(duì)返修的活塞桿進(jìn)行褪鍍前檢測(cè)時(shí)用藍(lán)點(diǎn)法(貼濾紙法)測(cè)試孔隙木測(cè)出藍(lán)點(diǎn)，而褪鍍后發(fā)現(xiàn)該處有裂紋或蝕坑。  (4)褪鍍后經(jīng)加工的表面還有疏松，有的經(jīng)油浸后留有油跡（擦不掉但用砂布能擦掉）凡留有油跡的地方必有灰點(diǎn)等缺陷。    3 鍍鉻層非正常失效的原因  3.1 對(duì)材質(zhì)抗拉強(qiáng)度大的大型活塞桿，未進(jìn)行鍍前消應(yīng)和鍍后去氫是非正常失效的原因之一  gbll37989金屬覆蓋層工程用鉻電鍍層及gb/t12611-90金屬零件鍍覆前質(zhì)量控制技術(shù)要求標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定凡鋼件的抗拉強(qiáng)度大于1050

4、mpa的都要鍍前消除加工應(yīng)力并在鍍后去氫，因此，有的教授認(rèn)為凡是抗拉強(qiáng)度達(dá)到800mpa(已屬于高強(qiáng)鋼)的就要去氫。對(duì)40cr活塞桿只規(guī)定抗拉強(qiáng)度大于530mpa而沒(méi)規(guī)定上限是不夠的，至少要限制上限在800mpa以下。非正常失效活塞桿多數(shù)達(dá)到800-900mpa，有的已超過(guò)900mpa。  對(duì)于大件(可認(rèn)為直徑大于300，長(zhǎng)度大于12m的應(yīng)屬于大件)盡管抗拉強(qiáng)度未達(dá)到800mpa，專家認(rèn)為也應(yīng)鍍前消應(yīng)鍍后去氫。  前面談到的導(dǎo)流底孔活塞桿可能就是因?yàn)殄兦安扇⊥Ｖ?7d)時(shí)效消應(yīng)和鍍后又進(jìn)行廠去氫才至今未銹蝕(泄洪深孔活塞桿卻未進(jìn)行鍍前消應(yīng)和鍍后去氫)。  關(guān)于鍍前

5、小消應(yīng)及鍍后不去氫的壞處，有些專家分析認(rèn)為。鍍鉻時(shí)20%的電流用在鍍鉻上，20%的電流用在還原六價(jià)鉻上，而60%的電流用于析氫。電鍍時(shí)必然會(huì)折出鍍液中的氫，析出的氫一部分進(jìn)入人氣，也有一部分進(jìn)入母材中，如果未及時(shí)地將進(jìn)入到母材中的氫驅(qū)除掉就會(huì)在以后的加工過(guò)程中或安裝中或使用中產(chǎn)生氫脆裂紋，這些裂紋將破壞鍍層的結(jié)合力造成鍍層剝落。因此，去氫應(yīng)在鍍后3h，內(nèi)及時(shí)進(jìn)行。  電鍍前，機(jī)械加工會(huì)對(duì)像40cr這樣的對(duì)應(yīng)力敏感的材質(zhì)產(chǎn)生加工應(yīng)力，故也要進(jìn)行消應(yīng)處理，有應(yīng)力存在就可能隨時(shí)釋放出來(lái)影響鍍鉻質(zhì)量。  也有專家指出，gbll379-89標(biāo)準(zhǔn)中表2橫向第三欄“僅用于未噴丸工件減少氧

6、脆和恢復(fù)疲勞強(qiáng)度而進(jìn)行的熱處理”就是指的抗拉強(qiáng)度小于1050mpa的大件及40cr這樣的母材的左氫要求。也就是說(shuō)標(biāo)準(zhǔn)中還是涵蓋廠這部份內(nèi)容的。再說(shuō)國(guó)標(biāo)是針對(duì)普通的常規(guī)鍍件而言，對(duì)大件及40cr這樣的材質(zhì)一定更要嚴(yán)格要求。  3.2 活塞桿材質(zhì)存在缺陷是非正常失效的原因之二  (1)活塞桿表面存在一定量的雜質(zhì)及疏松，這些缺陷用鍛件標(biāo)準(zhǔn)衡量可能不超標(biāo)，但對(duì)電鍍卻是嚴(yán)重的問(wèn)題(尤其是這些缺陷不是單個(gè)的而是集中在一處)。電鍍液中含有酸，電鉸時(shí)，這些酸浸入到雜質(zhì)及疏松部位中，電鍍時(shí)雖然覆蓋上了，但卻是搭橋過(guò)去的，中間是串的，事后浸入的酸作怪，很快就從里向外腐蝕并成塊剝落。有

7、缺陷的表面在電鍍過(guò)程中使氫析集，形成氧氣氣泡，造成鍍層結(jié)合不牢，這就能很好解釋為什么有的活塞桿外部涂有油脂，水氣一時(shí)無(wú)法浸入，但不到一個(gè)月又銹蝕的原因；也能很好解釋為什么用藍(lán)點(diǎn)法測(cè)試時(shí)無(wú)孔隙而褪鍍后基體上有蝕坑、裂紋的原因。  (2)鍛件鍛造比過(guò)大也有可能造成材質(zhì)缺陷。鍛件鍛造比一般要求大于或等于3，而有問(wèn)題的活塞桿鍛造比達(dá)到8以上，而過(guò)大的鍛造比并不一定是好事，因?yàn)殇撳V存在偏析是不可避免的，過(guò)大的鍛造比就要求鋼錠的中心線和鍛件的軸線的一致性較高，才能避免鋼錠的心部缺陷外露。當(dāng)我們將有問(wèn)題的活塞桿返修褪鍍又將桿徑車小后，發(fā)現(xiàn)桿的表面或多或少都存在缺陷，其中有大量的亮線及灰點(diǎn)，也有明顯

8、的疏松及裂紋，更有甚者是返修時(shí)未褪鍍前用砂輪打磨銹蝕處發(fā)現(xiàn)基體上就已經(jīng)存在有裂紋了。  gb/t1261-90標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定待鍍件表面不允許有氧化皮、斑點(diǎn)、凹坑等缺陷。  還有一種材質(zhì)缺陷也是由加工造成的，有些鍛件加工余量過(guò)大將表面密實(shí)部分加工掉了而露出了鋼錠心部的缺陷。鍛件校直不夠加工時(shí)為了找正只好一邊多車一邊少車，結(jié)果多車那邊將密實(shí)部分車掉了，而少車那邊可能黑皮才剛車掉，這都是不正常的，都會(huì)對(duì)電鍍質(zhì)量造成不良影響。  (3)鍛造專家認(rèn)為對(duì)直徑大的40cr鍛件選用520的回火溫度偏低(專家建議回火溫度不低于550)，不能很好地消除鍛件中的應(yīng)力，并且還應(yīng)隨爐冷卻以便

9、進(jìn)一步地降低鍛件表面的殘余應(yīng)力。殘余應(yīng)力是產(chǎn)生微裂紋的根源之一，其不良后果是同鍍前不消應(yīng)、鍍后不去氫是一樣的。  材質(zhì)存在的上述缺陷是造成電鍍層非正常失效的主要原因，這種先天不足是不能用后天的電鍍來(lái)彌補(bǔ)的。    4 返修后又很快失效的原因  返修后又很快失效的主要原因是褪鍍后少了去氫工序。褪鍍液中含有較濃的酸，酸造成氫脆，因此，應(yīng)在褪鍍后3h之內(nèi)進(jìn)行去氫。褪鍍后去氫不只是對(duì)40cr這種對(duì)氫敏感的材質(zhì)，就是對(duì)35#鋼、45#鋼及所有褪鍍件都必須去氫。褪鍍后不去氫可能在下一步電鍍過(guò)程中就會(huì)造成不良影響，這是不能用鍍后去氫加以彌補(bǔ)的。  另一個(gè)造成返修后很快失效的次要原因可能是返修時(shí)增加了電鍍時(shí)的電流密度。在無(wú)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的情況下輕易改變?cè)谒ば袠I(yè)用了幾十年、電鍍過(guò)近10萬(wàn)根活塞桿的工藝是有風(fēng)險(xiǎn)的。  就這個(gè)問(wèn)題，有些專家認(rèn)為，只要硬鉻的硬度能達(dá)到，還是用小電流好，因?yàn)殡娏鞔笪龀鰵渚投?，進(jìn)入桿件基體的氫也多，會(huì)產(chǎn)生更多氣泡，電流大鍍層表面應(yīng)力也大，但不密實(shí)，易產(chǎn)生裂紋與剝落。  要求電鍍電流達(dá)到30a/dm2只是部分書(shū)上寫(xiě)的，水工行業(yè)并未在這樣大的桿件上實(shí)踐過(guò)，而日本的書(shū)就寫(xiě)明“根據(jù)需要也有用40，10-15a/dm2低溫低電流電鍍”的。專家還說(shuō)我們國(guó)內(nèi)五機(jī)部的廠已用低電流電鍍多年，工藝是成熟的。最近某電鍍