铰制孔螺栓厂

紧固件生产工艺中氢脆的处理和预防

为有效地提高螺栓(弹簧垫圈、锥形垫圈、鞍形垫圈、波形垫圈等)抗蚀防护性能和装饰性，多半要进行表面处理，如发黑、磷化、电镀锌等处理。其中电解镀锌及钝化处理应用更为广泛。
加上螺栓的硬度一般在42-50HRc之间，由于材料及表面处理的原因，它对氢比较敏感，在电镀后，除氢处理未达到驱氢目的，其残存的氢会造成螺栓的延迟断裂。
目前，由延迟断裂氢脆引发的螺栓断裂自然是一个严重的产品质量问题，人们可以采取各种技术来减少和预防螺栓的氢脆问题。
1．材料缺陷的影响
螺栓材料表面缺陷对电镀锌的有害影响是不容忽视的，比如钢板表面轻微裂纹折叠、斑痕蚀坑夹杂和超过允许深度的脱碳层，都会对螺栓镀锌产生十分有害的影响，压弯成型不当造成表面插划伤，局部应力集中等都会有不良影响。
2．热处理工艺的影响
热处理工艺对螺栓电镀锌后的氢脆是有较大影响的，若硬度≥45HRc时，均会诱发或导致螺栓断裂。
在确保热处理技术参数的前提下，选择适宜的加热温度，合理的加热时间，充分予以回火。以较大限度地消除组织应力和热应力，避免其有害影响。淬火加热时应严防氧化和脱碳，网带炉碳势控制在0.60%-0.70%,盐浴炉必须认真脱氧捞渣,进行硬度检测时,严格注意表面层造成硬度虚假现象，使硬度測试值失真。一般应控制在42-44HRc为佳，不要超过45HRc。
3．电镀过程的影响
螺栓由于氢的侵袭往往发生氢脆断裂，造成重大损失。析氢渗氢在整个电解镀锌中是不可避免的，析出的氢能够渗入镀锌层，甚至渗入基体金属内。锌的吸氢大约在0.001%-0.100%,而铁碳合金吸氢在0.1%左右。氢在金属内使晶格扭曲，产生很大的内应力，致使其机械性能降低，析氢不仅对镀层性能产生不利影响，如产生针孔、麻点、气泡等缺陷，而且会渗透至基体金属中，使金属韧性大大降低，导致零件脆断。析氢的原因除在热处理外，较高的加热温度，氢很容易渗入零件应力集中的区域，酸洗和电镀都会发生析氢。
     氢脆和应力腐蚀相比，其特点表现在：
    （1）实验室中识别氢脆与应力腐蚀的一种办法是，当施加一小的阳极电流，如使开裂加速，则为应力腐蚀，而当施加一小阴极电流，使开裂加速者则为氢
    （2）在强度较低的材料中，或者虽为高强度材料但受力不大，存在的残余拉应力也较小，这时其断裂源都不在表面，而是在表面以下的某一深度，此处三向拉应力较大，氢浓集在这里造成断裂。
    （3）断裂的主裂纹没有分枝的情况，这和应力腐蚀的裂纹是截然不同的。氢脆的断裂可以是穿晶的也可以是沿晶的，或者从一种裂纹扩展型式转变成另。一种型式，但就具体的金属 - 环境组合来说，氢脆有特定的裂纹形态例如，在淬火回火钢中氢脆常沿着原奥氏体晶界扩展，而在钛合金中容易形成氢化物，裂纹是沿着氢化物与基体金属的界面上发展。
    （4）氢脆断口上一般没有腐蚀产物或者其量极微。
    （5）大多数的氢脆断裂（氢化物的氢脆除外），都表现出对温度和形变速率有强烈的依赖关系。氢脆只在一定的温度范围内出现，出现氢脆的温度区间决定于合金的化学成分和形变速率。形变速度愈大，氢脆的敏感性愈小，当形变速率大于某一临界值后，则氢脆完全消失。氢脆对材料的屈服强度影响较小，但对断面收缩率则影响较大。