镀铬活塞杆

活塞杆是液压油缸中连接活塞和工作部件的技术要求较高的关键传力零件，工作过程中需承受较大拉应力，因此，活塞杆必须具有足够的强度、刚度、韧性，同时因使用中受磨粒冲刷，极易产生磨损，还须具有较高的耐磨性。活塞杆大多用于气缸和油缸中,是一种连接部件用来连目对光轴度,耐磨性的要求都非常严格.接活塞做功的,而且活塞杆是一种技术要求较高的运动部件,比如像液压油缸,它是由缸筒、活塞杆或者叫油缸杆,活塞,端盖几部分组成,它的表面粗糙度要求要达到Ra0.4-0.8um;

活塞杆的用途

活塞杆主要用于液压气动.工程机械,汽车制造用活塞杆,塑料机械的导柱,包装机械.印刷机械的辊轴,纺织机械,输送机械用的轴心,直线运动用的直线光轴,这是活塞杆的用途.

活塞杆外径尺寸系列

注:其他特殊规格由供需双方商定。单位为毫米。

活塞杆材质

活塞杆的材质可选用45钢40Cr,12Cr13,20Cr13等圆棒材料。经冷拉加工的圆棒应进行消除应力处理。42CrMo是活塞杆使用比较广泛的材料。42CrMo钢是超高强度钢，具有高强度和韧性，淬透性也较好，无明显的回火脆性，淬火时变形小，调质处理后有较高的疲劳极限和抗多次冲击能力，低温冲击韧度良好，高温时有高的蠕变强度和持久强度。

加工工艺路线

锻材（轧材）—下料—调质—校直—机械加工—表面淬火、回火—校直—杆头焊接—机加工—磨削—去应力退火-抛光—镀硬铬—抛光—清洗—装配。

长度公差

活塞杆全长尺寸允许公差应符合GB/T1804-c级。

外径公差：

活塞杆外径公差应符合GB/T1800.2-2009中规定的f8公差等级。

直线度：

活塞杆直线度公差应为1000:0.15

圆度：

活塞杆圆度公差应符合GB/T 1184-1996中规定的9级公差等级。

表面处理：

活塞杆外圆表面应镀硬铬或其他表面处理。硬铬铬层厚不少于0.015mm,表面硬度≥800HV.其他表面处理方法要求由供需双方商定。

表面质量：

活塞杆外径的表面粗糙度应为Ra0.4 um。活塞杆的表面不允许有锈斑、针孔,伤痕、裂纹等缺陷。

活塞杆对镀铬层的要求

活塞杆对镀铬层的要求分别为对镀层硬度要求、对镀层厚度的要求、对微裂纹的要求、对镀层附着力的要求、对表面粗糙度的要求以及对外观的要求。

1.对镀铬层硬度的要求

为了增加活塞杆的硬度，提高耐磨性，增加其使用寿命，通常对镀层的硬度要求为Hv900，对于一些特殊装载条件下的车型，也会有Hv1050的要求。

2 对镀层厚度的要求

活塞杆的耐磨性与活塞杆镀铬的厚度也有直接的关系，减震器的耐磨性和寿命与厚度虽然不完全成比例关系，但是厚度减少，使用寿命就会大大缩减，表面耐磨性也会变差。铬镀层的厚度不应过薄，也不应过厚，过薄影响铬镀层的耐磨性，而过厚会影响铬镀层的韧性。通常要求厚度应大于10μm。

3 对微裂纹的要求

活塞杆表面的微裂纹也是在镀铬过程中产生的，合理的微裂纹密度有增加活塞杆硬度及含油（润滑油）的作用，在减振器垂直运动的过程中起着极其重要的作用，通常，对活塞杆表面微裂纹密度的要求为400-1000条/cm。

4 对镀层附着力的要求

铬镀层由于其较高的硬度，以及在电镀后去除氢脆的加温过程中基体金属与铬金属的热膨胀系数不同，都会造成镀铬层与基材之间的附着力变差，可能在受到压力或受到外力冲击时开裂或铬层脱落。在生产过程中需要调整各个电镀参数，使得铬层均匀的生长覆盖，以保证良好的结合力。

5 对表面粗糙度的要求

为提高减震器使用过程中的耐磨性，使往复运动时减少摩擦力，通常需要进行抛光处理，以提高表面粗糙度，对于成品活塞杆表面粗糙度的要求通常为Ra0.1以下，一些特殊装配要求的产品会要求的更高一些，Ra0.06以下。

6 对外观的要求

活塞杆表面大的缺陷会导致产品抗腐蚀性变差，降低减震器使用寿命，通常要求铬镀层外表面应光泽，无针孔。

活塞杆镀铬生产工艺过程

汽车减振器活塞杆作为悬架减振器核心零件之一，减振器活塞杆不仅受轴向、侧向往复力作用，同时还受到摩擦力的作用。在这些力的作用下，活塞杆易引起强度、挠度、疲劳失效，同时还易引起油封失效。为了提高活塞杆的力学特性，实现活塞杆外硬耐磨、内软韧性好，活塞杆表面进行微观微裂纹镀硬铬处理。活塞杆电镀工艺不当引起的电镀层厚、薄或薄厚不均等现象，都会导致活塞杆的力学特性降低，直接影响汽车的平顺性、稳定性和安全性。当电镀不良、搬运不当等引起的擦痕、电镀附着物、电镀毛孔等导致圆柱表面出现宏观瑕疵，易导致活塞杆强度、挠度、疲劳和磨损失效。由于电镀工艺不合理导致活塞杆圆柱表面微观微裂纹密度不合格，影响活塞杆与减振器导向密封总成的摩擦力。所以良好的活塞杆镀铬技术、高精优质的检测技术对于保证减振器活塞杆质量具有重要意义。

电镀就是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属的过程，是利用电解作用使金属或其它材料制件的表面附着一层金属膜的工艺从而起到防止金属氧化（如锈蚀），提高耐磨性、导电性、反光性、抗腐蚀性（硫酸铜等）及增进美观等作用。在电镀过程中，受镀物件即活塞杆为阴极，经电化学反应后，将槽液中的金属铬进行转换到金属表面，以形成致密的金属铬层。

活塞杆镀铬检测工艺过程

镀铬层的检测主要分为镀铬层硬度检测、厚度检测、微裂纹检测、附着力检测、表面粗糙组检测及外观检测。活塞杆的镀铬层硬度检测通常使用维氏硬度计检验镀铬层的维氏硬度。对厚度检检验的方式通常涂层测厚仪来进行镀层厚度的检验。对微裂纹的检测为通过激光显微镜在活塞杆的镀铬层进行局部取像，再经过图像识别的算法对其进行识别。

调质处理

调质处理的目的是使活塞杆具有强度、硬度、塑性、韧性良好匹配的综合力学性能，内部组织为均匀细小的回火索氏体，为后续表面淬火作好组织准备。长缸活塞杆长度达3800-4200mm，直径为Φ90-Φ110mm，因此其加热设备采用150KW的井式电阻炉或600KW悬挂式连续电阻加热炉，温度分上下两区控制。

热处理工艺参数： 在井式炉中一炉悬空装4支，淬火加热温度为830±10℃，保温160min后分2次出炉淬火，每次淬2支，采用循环冷却水冷却，淬火冷却时上下摆动，以保证最大限度的冷却均匀，冷却到100℃左右（杆冒蒸汽但不起泡）出水入井式回火炉回火。

然后4支一次采用550±10℃加热、保温190min回火后水冷。经上述工艺调质处理后，性能不稳定，硬度在210-255HBS之间波动，同一支活塞杆上、中、下硬度也相差很大。且有时有个别炉次硬度不合格或强度偏低，需进行返修处理。淬火变形比较大，增大后续校直与机械加工难度。因45钢淬透性差，金相观察其内部组织并不是单一均匀的回火索氏体，而是在其心部存在大块的游离铁索体，个别零件还存在网状铁索体与魏氏组织。

为解决上述问题，我们采用悬挂式连续热处理调质炉进行淬火加热，每挂装2支，加热保温后出炉自动淬火，每节拍出一挂，确保加热均匀。考虑到45钢的Ac3温度为770-780℃，为尽可能细化晶粒与减小变形，我们采用790±10℃亚温淬火工艺，细化奥氏体晶粒，淬火后得到细小均匀的板条马氏体，以提升活塞杆的强韧性配合。

为进一步减小变形，同时提升淬火液冷却均匀性，我们在自来水中添加5%-10%的淬火添加剂，淬火时同样采用循环水泵强制冷却液循环冷却。回火仍采用550±10℃加热，节拍同淬火节拍一至，回火后出炉水冷，抑制第二类回火脆性的产生。经上述工艺改进后，内部组织为均匀的细小回火索氏体，削除了大块状或网状铁素体与魏氏组织，硬度强度均匀、稳定。

表面淬火

活塞杆工作过程中运动频繁，受力复杂，因此除要求具有良好的综合力学性能防止变形与断裂外，还要求其表面具有较高的耐磨性，表面硬度要求达到58-62HRC，生产过程中常采用高频淬火处理。淬火设备选用半自动连续淬火加热炉，活塞杆由上料机输送到淬火炉传送带上，通过传送带水平旋转匀速送入感应圈中加热淬火。

表面淬火的关键是感应线圈的制作与淬火工艺参数的选择。感应线圈采用10*8mm矩形铜管弯制而成，并设计为双层结构并排放置，前后圈之间相隔一定距离，前圈不做喷水孔，利用前圈进行预热。后圈钻孔径为0.9mm的喷水孔，沿圆周均匀分布，喷水角度设计为36度；感应圈内径比活塞杆外径大4-5mm。淬火加热阳极电压PV为11-12KV，阳极电流PA为1.9-2.2A，栅极电流GA为0.38-0.40A，通过调节活塞杆送料架旋转速度来控制活塞杆移动速度，将活塞杆表面加热到890-910℃后激速喷水冷却。

淬火液选用专用淬火液加50-60%的水稀释而成，喷水压力保持在0.1MPa左右，通过控制喷水冷却时间从而控制水冷后产品温度，利用余热自身回火。经检测，淬硬层深度为2-3mm，表层组织为回火马氏体，心部组织为回火索氏体，表面硬度为58-60HRC，心部硬度为210-230HBS。

去应力退火

由于表面淬火是利用产品自身余热进行回火处理，回火温度逐步降低，没有一个完整的回火保温过程，回火时间短，应力消除不完全，部分产品中存在较大的残余应力。在后续磨削加工过程中，如果磨削内应力与表面淬火的残余内应力相叠加，当应力值超过材料抗拉强度时，活塞杆表面会产生应力裂纹，如果应力没有超过材料抗拉强度而以残余应力形式存在于产品当中，在后续镀铬或使用过程中因应力重新分配而引起镀层开裂，造成镀铬层产生裂纹。因此，活塞杆镀铬前必须进行退火处理，以消除磨削与表面处理产生的内应力。去应力退火加热温度为200-230℃，保温190min后随炉冷却到160℃出炉空冷。

活塞杆经调质处理后获得良好的综合力学性能，并为后续表面处理做好组织准备。表面淬火的目的是获得高的表面硬度，以支撑表层镀铬层，从而提高活塞杆的耐磨性与耐蚀性。去应力退火安排在磨削加工之后电镀之前，以充分消除活塞杆内部残余应力，提升镀层质量与产品合格率，提高活塞杆使用寿命。