关于机械镀镀层的质量检验与控制

　　摘要：机械镀也成滚镀，其工艺是利用了物理和化学原理的结合，将金属粉末冷镀在零件的表面。此种工艺的优势明显，得到了广泛的应用。本文从电力工程用户外紧固件的机械镀为例，对阐述了机械镀的质量检验和质量控制要求，并利用其他零件的检测指标对机械镀的质量检测和控制进行了补充。
　　关键词：机械镀，机械镀工艺，镀层厚度，工艺质量控制
　　一、机械镀概述
　　所谓的机械镀是在上个世纪的中期由美国人发明的一种新型的涂镀工艺。机械镀的工艺原理是在常规的技术条件下，利用物理和化学的吸附沉淀、机械碰撞使得金属粉末涂镀在零件的表面上。金属粉末的组成由锌、锌铝、锌锡或者其他有色金属的合金。比较典型的机械镀工艺就是将经过镀前处理后的零件投入到具有一定转速的滚筒中，然后加入水和冲击介质通常为玻璃丸，利用滚筒的转动相称一个具有机械作用效果的流态环境。根据设计的厚度加入金属合金粉和辅助药剂，在这种化学和机械碰撞的综合作用下完成镀膜的过程。
　　此种镀膜工艺是将冲击料、表面处理剂、镀膜促进剂、合金粉、零件一同放入到滚筒中，在其作用下产生动能，将金属粉末以冷压的形式涂镀在零件的表面，整过程使得工艺操作较为简单容易实现，是对镀膜技术的一种革新。机械镀的优势是，镀膜不会出现氢脆性，厚度均匀、镀层紧密、孔隙出现率低，形成的镀层耐腐蚀性能突出，但是外观的观感与电镀法相比稍差，成本则低于电镀工艺。适应采用机械镀的合金包括了软性金属中的：锌、锡、铝、铜等；适应的零件包括体积较小的螺丝、螺帽、垫片、弹簧等等。同时对零件的形状有一定的限定，因为工艺在滚动中进行，因此过于尖锐的零件不适合在此种工艺下进行镀膜。
　　二、机械镀的镀层检测和控制
　　机械度的工艺在应用中主要是针对小型的机构紧固件，如螺丝、螺帽等。下面就电力用户外螺栓的机械镀检测和质量控制做一简要介绍：
　　1、检测零件要求
　　在电力工程中使用的紧固件，因为该零件需要在户外进行使用，所以对零件的表面镀层要求较高，需要到达350g/m²，或者镀层的厚度到达50μm以上，这样才能满足用户对紧固件使用年限的要求，通常电力紧固件需要在10-30年的使用中不能发生锈蚀。在国外的电力设施的紧固件处理标准中也需要达到同等的镀层质量标准，同时对特殊的环境下的构件还有更加严格的要求。我国相关电力用五金零件的技术标准也要求电力要螺栓的镀锌量最低为380g/m²，此标准折合成厚度的要求为55μm。这些镀金镀层对锌含量的要求都是基于锌镀层是阳极保护层的角度来规定的，镀锌层的锌含量多少与防腐的年限成正比。
　　2、检测和质量控制
　　通常对镀层厚度的检测是利用磁性测厚仪或者金属相镀层显微剖面来进行测量。对镀层和零件的结合力可以按照相关的技术指标或常规的镀层检测方式和标准来验证其结合力。
　　对机械度的生产工艺技术进行评价的时候，可以根据机械镀的工艺和形成镀层的特点，在批量生产的过程中，每次进行镀膜完成后，对先对零件的整体镀膜情况进行目视的检查，主要是检视镀层表面在零件的凸刃处出现镀层因撞击而脱落的现象，并且抽查要求达到镀层常规的硫酸铜试验标准4次以上，这一点对于电力用螺栓的镀层性能的保证至关重要，应予以重视；镀层结合力和韧性的检测可以利用钢制的榔头或者器件对凸刃部位进行打击，以此检测其镀层的结合力，此种检测的允许产生脱落或者碎渣的情况，但是脱落后的底部不能直接呈现出集体。这两种检测就可以基本上反映机械镀工艺所达到的水平。
　　由于机械镀的生产方式各有差异，需要抽检的和考核的项目也不相同，有的还需要对机械镀的紧密度进行检测。试验中，按照一些西方的技术标准，对镀层的金相显微剖面制备，然后按照标准的结构密度图像进行对比，并按照密度图性的8级标准来进行考察和确认。镀层密度8级的金属相剖面显微镀层观测的时候，镀层的孔洞必须是相当微小的，这一点对电力用螺栓的防腐性能也是十分重要的。镀层的外观检测，除了要控制其表面光亮度外，还需要对镀层表面是否存在游离的合金粉末为检查的标准。方法是将加工完成后的零件进行擦拭，通过观察擦拭物表面十分出现变色的情况，以此判定其工艺的质量。
　　上述就是对电力户外应紧固螺栓的机械镀质量检测方式和过程。通过这几个检测项目的零件就已经能够满足实际的生产需要了。
　　三、其他应用零件的机械镀检测
　　1、高强度钢制零件
　　这一类的零件需要到达的标准是5-50μm的质量标准，产品包括了射钉、弹簧、冲压件等等。采用机械镀的合金通常为锌，这时为了方式采用传统的镀膜工艺会产生对淬火钢的氢渗透而导致氢脆现象。机械镀因为没有通电的过程，因此不存在电化学的反应，所以可以避免氢脆的现象的发生。此类零件的检测除了应当按照前面所述的检测方式进行常规检测外，还应当按照美国通行的技术标准进行检测，其方式是对零件进行72小时的盐雾试验，以零件不产生白色锈蚀为检测合格的标准。镀层的钝化是否合理与机械镀锌的工艺要点、促进剂配比有着一定的依赖性关系。能够达到前面的螺栓的钝化质量也就通过了检测。
　　2、机械镀锌锡镀层检测
　　此类镀层主要出现在钻尾钉上，国内的各种型号的钻尾钉都是按照锌锡镀层工艺来生产的，其检验的标准是按照澳大利亚的相关技术标准来检测的，其中包括了：镀层厚度25μm和45μm级别；金相剖面显微密度8级;镀层结合力;镀层钝化72h不产生白锈；镀层中锡的质量分数为20%和25%技术等级要求；镀后镀层表面浸涂料加温固化。这些检测项目合格后,镀层盐雾试验可通过1000小时以上。
　　
　　参考文献：
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　　[4]赵增城.锌铬膜技术的研究及检测和质量控制[J].机械工程,2002(6):35.

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