电刷镀实验方案

1、电刷镀实验方案姓名：林志聪 学院:金山学院 学号：100601074 课题名称：钢结构机头的电刷镀防腐蚀技术一、问题的提出钢结构接头失效分析：1.钢结构的表面处理钢材在轧制过程中,经热处理后表面产生一层均匀的氧化层;同时钢材在加工过程中,钢材表面往往产生焊渣、毛刺、油污等污染物。这些氧化物如不认真清除,会影响防腐涂料的附着力和涂层的使用寿命。钢材表面处理质量,有时甚至比涂料本身品种性能差异的影响更大,应予以重视。2.钢材的腐蚀钢材的腐蚀速度与环境、湿度、温度以及有害介质的存在有关,其中湿度是一个决定性因素。大气的相对湿度在60%以下时,钢材的腐蚀是很轻微的;但当相对湿度增加到某一数值时,钢材的

2、腐蚀速度会突然升高,这一数值称为临界湿度。钢材在常温中腐蚀属于电化学过程,钢铁内部不同金属 杂质之间具有不同的电极电位,得到或失去电子的能力不同, 从而引起了局部的微电池。钢结构通常在常温大气环境中使 用,大气中含有水分、氧和其他污染物的作用就会发生电化学 腐蚀过程,既钢材构成原电池的阳极,通过溶解和氧气逐步变 为铁锈。铁锈能够吸收大量水分,致使锈层体积膨胀使腐蚀 继续扩展到内部。钢材在高温下腐蚀属于化学腐蚀。高温状态下金属和干燥空气相接触,表面会生成化合物(如氯化物、硫化物、氧化物等),形成对钢材的化学腐蚀。 3.连接材料的腐蚀钢结构接头连接的材料的腐蚀引起结构失效也不容忽视。焊缝腐蚀机理是

3、由于母材和焊缝金属间本身成分有差异,或母材和焊缝金属材料的不搭配,以及焊接过程中热冷循环使焊缝的热影响区材质的差别,进而造成电化学性能间的差异,如果环境中干湿交替,会加剧这种电化学反应。2003年某工地的一台已使用近8年的塔式起重机由于基础长期排水不畅,底架与基础节连接的法兰盘背面角焊缝长期受到泥水腐蚀,焊缝有效高度越来越小,在正常起吊额定载荷时,底架法兰盘背面角焊缝撕裂,塔式起重机从根部整体倒下,造成严重事故。螺栓往往具有较高的铬和镍,铬和镍在空气中会形成一次呢过非常致密的氧化薄膜,这种薄膜具有很好的稳定性,从而防止材料被腐蚀,但如果含铬和镍量不足,往往会降低螺栓的抗腐蚀能力。因此，防腐蚀是

4、提高钢材性能的有效途径之一。电刷镀是用电解方法在工件表面获取镀层来强化、提高工件表面性能，取得工件的装饰性外观、耐腐蚀、抗磨损和特殊光、电、磁、热性能，也可以改变工件尺寸，改善机械配合，修复因超差或因磨损而报废的工件等，因而在工业上有广泛的应用。在本实验中，研究电刷镀镀层在钢结构防腐蚀，延长其使用寿命，修复其功能方面的应用。二、实验假设与理论依据电刷镀技术是表面工程技术和重新制造技术的重要组成部分,是一种在常温和无镀槽条件下向工件表面快速电沉积金属,达到恢复尺寸、强化和防护材料表面、延长零件使用寿命的现代维修手段。随着研究的不断深入,该技术显示出许多优于其它金属涂覆技术的优点,如设备轻便、工艺

5、灵活、镀覆速度快、镀层种类多等,被广泛应用于机械零件的表面修复与强化,并取得了显著的经济效益。普通钢电刷镀工艺已较为成熟,随着航空、航天、煤炭、石油、化工、冶金和食品等工业的蓬勃发展,不锈钢材料已得到广泛的应用。电刷镀是用电解方法在工件表面获取镀层的过程。其目的在于强化、提高工件表面性能，取得工件的装饰性外观、耐腐蚀、抗磨损和特殊光、电、磁、热性能；也可以改变工件尺寸，改善机械配合，修复因超差或因磨损而报废的工件等，因而在工业上有广泛的应用。理论依据：电解原理 三、实验目标 通过本实验识电刷镀在未来工业加工重要作用，了解电刷镀的基本原理。同时，熟悉电刷镀的工艺过程，及过程中的影响因素对镀层的影

6、响。四、实验对象、方法及手段1.实验对象钢结构金属片若干2.实验方法通过对实验试样镀上相等厚度的不同材料或相同材料的不同厚度，和原式样进行对比，并总结。3.检测手段（数据统计）应用金相显微镜，观察钢结构接头的金相组织，同时使用仪器，检测各式样的硬度等参数。五、实验原则实验过程坚持求真务实、实事求是的原则，坚决杜绝实验作假，编造实验数据。六、实验步骤 准备8个式样。准备渡夜。镀前预处理表面整修待镀刚结构接头的表面，去除刚结构接头表面存在的毛刺、锥度、不圆度和疲劳层，用切削机床精工修理，或用砂布、金相砂纸打磨，以获得正确的几何形状和暴露出基体金属的正常组织，一般在修整后的镀件表面粗糙度Ra应在5m

7、以下。 表面清理表面清理指采用化学及机械的方法对刚结构接头表面的油污、锈斑等进行清理。当镀件表面有大量油污时，先用汽油、煤油、丙酮或乙醇等有机溶剂去除绝大部分油污，然后再用化学脱脂溶液除去残留油污，并用清水洗净。若表面有较厚的锈蚀物，可用砂布打磨、钢丝刷刷除或喷砂处理，以除去锈蚀物。对于表面所沾油污和锈斑很少的镀件，不必采用上述处理方法而直接用电净法和活化法来清除油污和锈斑。 电净处理 电净处理就是槽镀工艺中的电解脱脂。刷镀中对任何基体金属都用同一种脱脂溶液，只是不同的基体金属所要求的电压和脱脂时间不一样。电净时采用正向电流(镀件接负极)。电净后的表面应无油迹，对水润湿良好，不挂水珠。活化处理

8、 活化处理用以去除镀件在脱脂后可能形成的氧化膜并使镀件表面受到轻微刻蚀而呈现出金属的结晶组织，确保金属离子能在新鲜的基体表面上还原并与基体牢固结合，形成结合强度良好的镀层。活化时，采用阳极活化(镀笔接负极)。（3） 刷镀过渡层 过渡层为锡,操作工艺如下:无电擦拭3s5s;镀笔接正极,工件接负极;操作电压为15V;镀笔与工件相对运动速度为12m/min15m/min;刷镀过渡层厚0001001 mm。 （4）刷镀工作层 四组工作层分别为Zn 、Sn、 Al、 Ni,操作工艺如下:无电擦拭3s5s;镀笔接正极,工件接负极;操作电压为15V;镀笔与工件相对运动速度为12m/min15m/min;刷镀至0.5mm厚度。 (5)镀后处理 当镀层厚度达到尺寸要求后,停止刷镀,去掉保护胶