CN114108041A - 一种弹簧表面抗氧化处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于弹簧制造技术领域，具体涉及一种弹簧表面抗氧化处理工艺。（S1）采用喷丸处理去除弹簧表面的氧化皮，同时使将弹簧表面粗糙控制在Ra1.6μm‑Ra2.0μm范围内；（S2）清洗弹簧，去除表面的附着颗粒物和油污，暴露出洁净的表面；（S3）将弹簧置于以下电镀液中进行电镀，从而在弹簧表面形成保护层。本发明提供的弹簧表面抗氧化处理工艺，通过喷丸和清洗步骤，去除弹簧表层附着的结构疏松的氧化皮，露出洁净致密并且具有一定粗糙度的表层，然后通过电镀在弹簧表面形成含铁、镍、铝的复合保护层，该复合保护层能够牢固地附着在粗糙洁净的弹簧表面，并且具有优异的致密性和耐腐蚀性，从而有效保护弹簧在长期使用过程中免受腐蚀性破坏。
Description
技术领域
本发明属于弹簧制造技术领域，具体涉及一种弹簧表面抗氧化处理工艺。
背景技术
弹簧是一种利用弹性来工作的机械零件。利用它的弹性可以控制机件的运动、缓和冲击或震动、储蓄能量、测量力的大小等。广泛用于机器、仪表中。
弹簧一般是用弹簧钢制成的，其成分设计主要考虑弹簧具有耐久的弹性和韧性，在防腐抗氧化方面受到一定的限制。因此，普通弹簧经过长期使用，尤其是在恶劣环境下使用，很容易发生氧化锈蚀，引起弹簧弹性改变甚至失效。
为了解决上述问题，常采用表面处理技术对弹簧表面进行抗氧化和耐腐蚀处理。但弹簧不同于其他金属件，弹簧在使用过程中变形量较大，尤其是表层受到反复拉伸和挤压，很容易导致抗氧化层脱落。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明提供一种弹簧表面抗氧化处理工艺。
本发明提供的抗氧化处理工艺，针对弹簧表层变形量大的特点，能够在弹簧表面形成具有优良的附着性、致密性、耐久性的抗氧化层，从而保护弹簧在长期使用过程中免受腐蚀性破坏，维持原有弹性。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现：一种弹簧表面抗氧化处理工艺，包括以下步骤：
(S1)采用喷丸处理去除弹簧表面的氧化皮，同时使将弹簧表面粗糙控制在Ra1.6μm-Ra2.0μm范围内；
(S2)清洗弹簧，去除表面的附着颗粒物和油污，暴露出洁净的表面；
(S3)将弹簧置于以下电镀液中进行电镀，从而在弹簧表面形成保护层；所述电镀液包括以下组分：
在一些实施方式的步骤(S3)中，电镀时弹簧表面的电流密度控制在0.5～1.5A/dm2范围内，电镀时间控制在20～40min范围内。
在一些实施方式的步骤(S3)中，电镀液的温度控制在45-50℃范围内。
在一些实施方式的步骤(S1)中，使用粒径在0.3～0.5mm范围内的喷丸珠，控制喷丸气流的压力在0.5～0.8MPa范围内，对弹簧表面进行持续喷丸，直至弹簧表面形成银白色的光亮表面并达到粗糙度要求。
在一些实施方式的步骤(S1)中，采用玻璃珠喷丸珠、陶瓷珠喷丸珠或钢制喷丸珠进行喷丸。
在一些实施方式的步骤(S2)中，将弹簧浸入浓度为0.5～1.0mol/L的磷酸氢二钠溶液中超声清洗10～30min；然后取出弹簧，用清水冲洗，去除表面残留的洗液。
在一些实施方式的步骤(S2)中，磷酸氢二钠溶液的温度控制在45～55℃范围内。
在一些实施方式的步骤(S3)中所使用的电镀液包括以下组分：
有益效果：与现有技术相比，本发明提供的弹簧表面抗氧化处理工艺，通过喷丸和清洗步骤，去除弹簧表层附着的结构疏松的氧化皮，露出洁净致密并且具有一定粗糙度的表层，然后通过电镀在弹簧表面形成含铁、镍、铝的复合保护层，该复合保护层能够牢固地附着在粗糙洁净的弹簧表面，并且具有优异的致密性和耐腐蚀性，从而有效保护弹簧在长期使用过程中免受腐蚀性破坏。
具体实施方式
下面通过具体实施例进一步阐明本发明，这些实施例是示例性的，旨在说明问题和解释本发明，并不是一种限制。
实施例1
一种弹簧表面抗氧化处理工艺，包括以下步骤：
(S1)采用喷丸处理去除弹簧表面的氧化皮，同时使将弹簧表面粗糙控制在Ra1.6μm-Ra2.0μm范围内；
(S2)清洗弹簧，去除表面的附着颗粒物和油污，暴露出洁净的表面；
(S3)将弹簧置于以下电镀液中进行电镀，从而在弹簧表面形成保护层；所述电镀液包括以下组分：
本实施例步骤(S3)中，电镀时弹簧表面的电流密度控制在0.5A/dm2，电镀时间控制在40min。
本实施例步骤(S3)中，电镀液的温度为45℃。
本实施例步骤(S1)中，使用粒径在0.3mm的喷丸珠，控制喷丸气流的压力在0.8MPa范围内，对弹簧表面进行持续喷丸，直至弹簧表面形成银白色的光亮表面并达到粗糙度要求。
本实施例步骤(S1)中，采用玻璃珠喷丸珠进行喷丸。
本实施例步骤(S2)中，将弹簧浸入浓度为0.5mol/L的磷酸氢二钠溶液中超声清洗30min；然后取出弹簧，用清水冲洗，去除表面残留的洗液。
本实施例步骤(S2)中，磷酸氢二钠溶液的温度为45℃。
实施例2
一种弹簧表面抗氧化处理工艺，包括以下步骤：
(S1)采用喷丸处理去除弹簧表面的氧化皮，同时使将弹簧表面粗糙控制在Ra1.6μm-Ra2.0μm范围内；
(S2)清洗弹簧，去除表面的附着颗粒物和油污，暴露出洁净的表面；
(S3)将弹簧置于以下电镀液中进行电镀，从而在弹簧表面形成保护层；所述电镀液包括以下组分：
本实施例步骤(S3)中，电镀时弹簧表面的电流密度控制在1.5A/dm2，电镀时间控制在20min。
本实施例步骤(S3)中，电镀液的温度为50℃。
本实施例步骤(S1)中，使用粒径为0.5mm的喷丸珠，控制喷丸气流的压力为0.5MPa，对弹簧表面进行持续喷丸，直至弹簧表面形成银白色的光亮表面并达到粗糙度要求。
本实施例步骤(S1)中，采用陶瓷珠喷丸珠进行喷丸。
本实施例步骤(S2)中，将弹簧浸入浓度为1.0mol/L的磷酸氢二钠溶液中超声清洗100min；然后取出弹簧，用清水冲洗，去除表面残留的洗液。
本实施例步骤(S2)中，磷酸氢二钠溶液的温度为55℃。
实施例3
一种弹簧表面抗氧化处理工艺，包括以下步骤：
(S1)采用喷丸处理去除弹簧表面的氧化皮，同时使将弹簧表面粗糙控制在Ra1.6μm-Ra2.0μm范围内；
(S2)清洗弹簧，去除表面的附着颗粒物和油污，暴露出洁净的表面；
(S3)将弹簧置于以下电镀液中进行电镀，从而在弹簧表面形成保护层；所述电镀液包括以下组分：
本实施例步骤(S3)中，电镀时弹簧表面的电流密度控制在1.0A/dm2，电镀时间控制在30min。
本实施例步骤(S3)中，电镀液的温度为45℃。
本实施例步骤(S1)中，使用粒径在0.4mm的喷丸珠，控制喷丸气流的压力在0.6MPa，对弹簧表面进行持续喷丸，直至弹簧表面形成银白色的光亮表面并达到粗糙度要求。
本实施例步骤(S1)中，采用钢制喷丸珠进行喷丸。
本实施例步骤(S2)中，将弹簧浸入浓度为0.8mol/L的磷酸氢二钠溶液中超声清洗20min；然后取出弹簧，用清水冲洗，去除表面残留的洗液。
本实施例步骤(S2)中，磷酸氢二钠溶液的温度为50℃。
实施例4
一种弹簧表面抗氧化处理工艺，包括以下步骤：
(S1)采用喷丸处理去除弹簧表面的氧化皮，同时使将弹簧表面粗糙控制在Ra1.6μm-Ra2.0μm范围内；
(S2)清洗弹簧，去除表面的附着颗粒物和油污，暴露出洁净的表面；
(S3)将弹簧置于以下电镀液中进行电镀，从而在弹簧表面形成保护层；所述电镀液包括以下组分：
本实施例步骤(S3)中，电镀时弹簧表面的电流密度控制在1.2A/dm2，电镀时间控制在25min。
本实施例步骤(S3)中，电镀液的温度为50℃。
本实施例步骤(S1)中，使用粒径在0.5mm的喷丸珠，控制喷丸气流的压力在0.5MPa，对弹簧表面进行持续喷丸，直至弹簧表面形成银白色的光亮表面并达到粗糙度要求。
本实施例步骤(S1)中，采用陶瓷珠喷丸珠进行喷丸。
本实施例步骤(S2)中，将弹簧浸入浓度为1.0mol/L的磷酸氢二钠溶液中超声清洗15min；然后取出弹簧，用清水冲洗，去除表面残留的洗液。
本实施例步骤(S2)中，磷酸氢二钠溶液的温度为50℃。
实施例5
一种弹簧表面抗氧化处理工艺，包括以下步骤：
(S1)采用喷丸处理去除弹簧表面的氧化皮，同时使将弹簧表面粗糙控制在Ra1.6μm-Ra2.0μm范围内；
(S2)清洗弹簧，去除表面的附着颗粒物和油污，暴露出洁净的表面；
(S3)将弹簧置于以下电镀液中进行电镀，从而在弹簧表面形成保护层；所述电镀液包括以下组分：
本实施例步骤(S3)中，电镀时弹簧表面的电流密度控制在1.0A/dm2，电镀时间控制在30min范围内。
本实施例步骤(S3)中，电镀液的温度为50℃。
本实施例步骤(S1)中，使用粒径在0.5mm的喷丸珠，控制喷丸气流的压力在0.6MPa内，对弹簧表面进行持续喷丸，直至弹簧表面形成银白色的光亮表面并达到粗糙度要求。
本实施例步骤(S1)中，采用陶瓷珠喷丸珠进行喷丸。
本实施例步骤(S2)中，将弹簧浸入浓度为0.8mol/L的磷酸氢二钠溶液中超声清洗20min；然后取出弹簧，用清水冲洗，去除表面残留的洗液。
本实施例步骤(S2)中，磷酸氢二钠溶液的温度为50℃。
对上述实施例进行耐电化学腐蚀测试，测试结果如表1所示。具体地，将不同实施例处理后的弹簧样品作为工作电极，铂电极作为辅助电极，饱和甘汞电极作为参比电极，以质量分数3.5％的氯化钠溶液为电解液，测量各样品对应的塔菲尔曲线，进而得出自腐蚀电位和自腐蚀电流密度。过程中，测试电位的扫面范围为开路电位±1.5V，扫描频率为0.5mV/s。
表1测试结果
以上实施方式是示例性的，其目的是说明本发明的技术构思及特点，以便熟悉此领域技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种弹簧表面抗氧化处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：
（S1）采用喷丸处理去除弹簧表面的氧化皮，同时使将弹簧表面粗糙控制在Ra1.6μm-Ra2.0μm范围内；
（S2）清洗弹簧，去除表面的附着颗粒物和油污 ，暴露出洁净的表面；
（S3）将弹簧置于以下电镀液中进行电镀，从而在弹簧表面形成保护层；所述电镀液包括以下组分：
十六烷基苯磺酸钠 0.02~0.03mol/L
硫酸铝 0.2~0.3mol/L
硫酸镍 0.4~0.6mol/L
硫酸亚铁 0.2~0.3mol/L
硫酸钾 0.05~0.1mol/L
硼酸 0.05~0.1mol/L
硫酸 将电镀液的pH值调节到4.0-4.5范围内。
2.根据权利要求1所述的弹簧表面抗氧化处理工艺，其特征在于：步骤（S3）中，电镀时弹簧表面的电流密度控制在0.5~1.5A/dm2范围内，电镀时间控制在20~40min范围内。
3.根据权利要求2所述的弹簧表面抗氧化处理工艺，其特征在于：步骤（S3）中，电镀液的温度控制在45-50℃范围内。
4.根据权利要求1所述的弹簧表面抗氧化处理工艺，其特征在于：步骤（S1）中，使用粒径在0.3~0.5mm范围内的喷丸珠，控制喷丸气流的压力在0.5~0.8MPa范围内，对弹簧表面进行持续喷丸，直至弹簧表面形成银白色的光亮表面并达到粗糙度要求。
5.根据权利要求4所述的弹簧表面抗氧化处理工艺，其特征在于：步骤（S1）中，采用玻璃珠喷丸珠、陶瓷珠喷丸珠或钢制喷丸珠进行喷丸。
6.根据权利要求1所述的弹簧表面抗氧化处理工艺，其特征在于：步骤（S2）中，将弹簧浸入浓度为0.5~1.0 mol/L的磷酸氢二钠溶液中超声清洗10~30min；然后取出弹簧，用清水冲洗，去除表面残留的洗液。
7.根据权利要求6所述的弹簧表面抗氧化处理工艺，其特征在于：步骤（S2）中，磷酸氢二钠溶液的温度控制在45~55℃范围内。
8.根据权利要求1所述的弹簧表面抗氧化处理工艺，其特征在于：步骤（S3）中所使用的电镀液包括以下组分：
十六烷基苯磺酸钠 0.025mol/L
硫酸铝 0.25mol/L
硫酸镍 0.5mol/L
硫酸亚铁 0.25mol/L
硫酸钾 0.08mol/L
硼酸 0.06mol/L
硫酸 将电镀液的pH值调节到4.2。
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