[發明專利]一種超高強度鋼高抗蝕鎘鈦鍍層的優化方法

在審

• 申請號: 201410665657.X
• 申請日: 2014-11-19
• 公開（公告）號: CN104404582A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發明（設計）人: 景祿路;李國元;許廣興;董冰;王雪;趙博;姚佰棟;崔燦
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司沈陽飛機設計研究所
• 主分類號: C25D3/56
• 分類號: C25D3/56;G01N17/00;G01N3/32;G06F19/00
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 高原

技術領域

本發明屬于航空表面處理技術領域，具體涉及到一種超高強度鋼高抗蝕鎘鈦鍍層的優化方法。

背景技術

航空工業中，為了防止腐蝕，鋼零件最常用的表面處理方法就是鍍鎘，而超高強度鋼由于強度過高，對氫脆特別敏感，絕對禁止在氰化電解液中鍍鎘，通常可以在氯化銨溶液中鍍鎘。鎘鈦鍍層是含有0.1％～0.7％鈦的鎘鍍層，同樣是一種低氫脆鍍層，電鍍鎘鈦的槽液是在無光亮劑的情況下工作的，可以產生一種具有可以控制的多孔性鍍層。

鎘鈦鍍層的主要優點是由鎘鈦合金提供優良的耐腐蝕性能。另外由于在鍍鎘鈦期間，鋼吸收的氫較少，與常規低氫脆鍍層相比，雖然孔隙率較小，氫仍然得以適當消除。

超高強度鋼表面電鍍鎘鈦可以有效的提高零件的耐蝕性，在電鍍工藝允許的范圍內，鍍層厚度越大，零件耐蝕性越強。但是由于鍍層存在內應力，厚度越大的情況下鍍層內應力越高，殘余應力較高時，鍍層可能產生裂紋，工作過程中裂紋可能擴展到基體成為疲勞源，導致零件疲勞性能降低。因此零件表面鎘鈦鍍層厚度的選擇至關重要，需要一種快速有效的方法對超高強度鋼零件表面鎘鈦鍍層的厚度進行優化。

發明內容

本發明的目的是：針對上述背景技術中存在的問題，提出一種超高強度鋼高抗蝕鎘鈦鍍層的優化方法。

本發明的技術方案是：一種超高強度鋼高抗蝕鎘鈦鍍層的優化方法，其特征在于步驟如下：

第一，將鎘鈦鍍層厚度劃分為9μm～15μm、16μm～20μm、21μm～25μm、26μm～30μm四個厚度范圍；

第二，通過對電鍍不同厚度鎘鈦鍍層的超高強度鋼進行周期浸潤腐蝕試驗，記錄基體出現銹蝕時間，計算不同厚度鎘鈦鍍層耐蝕性提高程度；

第三，對電鍍不同厚度鎘鈦鍍層的超高強度鋼進行疲勞試驗，確定疲勞極限，確定其疲勞性能下降程度；

第四，根據耐蝕性提高程度和疲勞性能下降程度的數據繪制鎘鈦鍍層厚度與耐蝕性和疲勞性能關系曲線，計算確定超高強度鋼最優鎘鈦鍍層厚度。

本發明的優點是：對鍍層厚度范圍進行合理的劃分，采用腐蝕速度較快的周浸腐蝕方法評定鍍層耐蝕性，結合疲勞試驗的方法，完成超高強度鋼表面鎘鈦鍍層的厚度優化，達到了節約試驗件，快速有效完成優化試驗的目的。

具體實施方式

下面通過具體的實施例對本發明作進一步詳細的描述。

一種超高強度鋼高抗蝕鎘鈦鍍層的優化方法，其特征在于步驟如下：

第一，選取鎘鈦鍍層厚度范圍：根據電鍍鎘鈦工藝和零件耐蝕性要求，將鍍層劃分為四個厚度范圍9μm～15μm、16μm～20μm、21μm～25μm、26μm～30μm，電鍍電流密度1.5A，各厚度范圍對應鍍覆時間分別為18min～30min、30min～40min、40min～50min、50min～60min。

第二，通過對電鍍不同厚度鎘鈦鍍層的超高強度鋼進行周期浸潤腐蝕試驗，記錄基體出現銹蝕時間，計算不同厚度鎘鈦鍍層耐蝕性提高程度。

耐蝕性提高程度計算實例：

以鍍覆9μm～15μm鎘鈦鍍層試樣出現銹蝕時間為基準，鍍覆16μm～20μm鎘鈦鍍層試樣耐蝕性提高程度計算公式按：

第三，對電鍍不同厚度鎘鈦鍍層的超高強度鋼進行疲勞試驗，確定疲勞極限，確定其疲勞性能下降程度。

疲勞性能下降程度計算實例：

已鍍覆以鍍覆9μm～15μm鎘鈦鍍層試樣疲勞極限為基準，鍍覆16μm～20μm鎘鈦鍍層試樣疲勞性能下降程度計算公式按：