CN103526240A - 铬镀层和碳钢复合基体电刷镀方法 - Google Patents
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Abstract
一种铬镀层和碳钢复合基体电刷镀方法，使用镀笔分别蘸取电净液、第二活化液、第三活化液，除去基体表面油污，对碳钢表面刻蚀，露出新鲜的碳钢金属表面并溶解碳钢内析出的碳及其合金元素；蘸取打底镍镀液，在碳钢基体上形成结合牢固的镍镀层；摩擦抛光基体表面，然后使用镀笔蘸取第一活化液，同时充分活化铬镀层/镍镀层复合基体表面，最后用电刷镀液进行刷镀。用本发明可以同时在铬镀层和碳钢的复合基体上刷镀金属镀层，拓宽了电刷镀技术的应用领域，并且利用本发明制备的镀层结合强度高，镀层致密，使零件在硬度、耐磨性和耐蚀性方面都超过新品。
Description
技术领域
本发明属于刷镀修复技术领域，特别涉及一种可以在铬镀层和碳钢复合基体表面刷镀修复的方法。
背景技术
镀硬铬也称耐磨铬，镀铬层具有高的硬度和低的摩擦系数，机械零部件镀硬铬后可以提高其抗磨损能力，延长使用寿命。军用装备中有大量的镀硬铬零件，比如火炮的炮管、工程机械中的液压缸和活塞杆等。
在使用过程中，由于受力的作用，镀铬件会逐渐出现损伤。其损伤形式主要是局部的磨损、划伤以及镀层脱落等，损伤部位的基体一般为铬镀层和碳钢复合基体。修复时可以采用电刷镀填补损伤部位，然后抛光的方法，然而铬镀层和碳钢基体的电化学性能差别较大，很难利用一种活化液一步完全活化碳钢和铬镀层复合基体。分别使用碳钢的预处理工艺或者铬镀层的预处理工艺后刷镀得到的镀层的结合力都较差，甚至于在抛光过程中会产生镀层脱落的现象。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以在铬镀层和碳钢复合基体上刷镀金属镀层的方法，得到的镀层与基体结合强度高、镀层致密、耐磨性强。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
本发明针对碳钢基体和铬基体配制专用活化液，通过镀笔蘸取活化液在铬镀层和碳钢基体上在电源的提供电场的作用下进行一系列的活化处理，露出新鲜的基体，然后在新鲜的基体上刷镀代铬电刷镀镀层。
针对铬镀层和碳钢基体配置的活化液根据不同性质可以分为电净液、第一活化液、第二活化液、第三活化液。其中电净液中各组分及其浓度为：氢氧化钠20～30g/L，磷酸三钠40～60g/L，碳酸钠20～25g/L和氯化钠2～3g/L；第一活化液中各组分及其浓度为：浓硫酸80～90g/L，硫酸铵90～100g/L，磷酸4～6g/L和氟硅酸4～6g/L；第二活化液中各组分及其浓度为：盐酸20～30g/L，氯化钠130～150g/L；第三活化液中各组分及其浓度为：柠檬酸三钠130～150g/L，柠檬酸90～100g/L，氯化镍2～4g/L。在预处理过程中使用打底镍镀液打底，打底镍镀液中各组分及其浓度为：磷酸镍350-390g/L，氯化镍15-20g/L，盐酸20-25g/L，乙酸60-70g/L。
本发明在铬镀层和碳钢复合基体上刷镀金属镀层的方法工艺步骤如下：
（1）电净：使用镀笔蘸取电净液，在电源阳极接镀笔、阴极接工件的条件下摩擦基体表面，除去基体表面油污；
（2）刻蚀碳钢基体：使用镀笔蘸取第二活化液，在电源阴极接镀笔、阳极接工件的条件下摩擦基体表面，对碳钢表面刻蚀，直至露出新鲜的碳钢金属表面；
（3）溶解碳及合金元素：使用镀笔蘸取第三活化液，在电源阴极接镀笔、阳极接工件的条件下摩擦基体表面，溶解碳钢内析出的碳及其合金元素；
（4）碳钢基体上刷镀打底镍：使用镀笔蘸取打底镍镀液，在电源阳极接镀笔、阴极接工件的条件下摩擦基体表面，在碳钢基体上形成结合牢固的镍镀层；
（5）摩擦铬镀层和碳钢基体表面：使用油石摩擦抛光基体表面，由于铬镀层未充分活化，油石摩擦抛光过程中铬镀层表面的镍刷镀层容易脱落，而碳钢基体表面的镍刷镀层结合力强，不易脱落，于是铬镀层和碳钢复合基体表面变为铬镀层/镍镀层复合基体表面；
（6）活化铬镀层/镍镀层复合基体表面：使用镀笔蘸取第一活化液，在电源阴极接镀笔、阳极接工件的条件下摩擦基体表面，同时充分活化铬镀层/镍镀层复合基体表面。
以上六个步骤之间都必须用去离子水冲洗，以上六个步骤完成后可以用电刷镀液进行刷镀。其中，每个步骤中使用的镀笔不应和其他镀笔混用。
进一步的，每升电刷镀液中含有：硫酸镍260～300g，硫酸钴100～110g，甲酸15～20ml，乙酸45～55g，盐酸10～20g，根据再制造（修复）的工件的使用条件，还包括氧化铝纳米颗粒或者次磷酸钠，用蒸馏水溶解。当在镀液中加入氧化铝纳米颗粒，每升镀液中添加氧化铝纳米颗粒20～30g，采用高能机械化学法分散（专利号：02101196.6）。当在镀液中加入次磷酸钠，每升镀液中添加次磷酸钠10～15g，搅拌溶化即可。
优选的，在进行步骤（1）之前，还包括一个步骤：整修：对损伤部位进行修整，使损伤部位的宽度大于深度的五倍，使镀笔可以接触到损伤部位的最底部位。
本发明的有益效果是：
1、利用本发明可以在铬镀层和碳钢复合基体上制备镀层，拓宽了电刷镀技术的应用领域。
2、用本发明方法实施电刷镀，镀层结合强度高，性能好，修复后的工件在硬度、耐磨性、耐蚀性方面超过新品。
具体实施方式
以局部划伤的活塞杆为例。首先配制电净液、第一活化液、第二活化液、第三活化液、打底镍镀液和电刷镀镀液。电净液中各组分及其浓度为：氢氧化钠20g/L，磷酸三钠60g/L，碳酸钠25g/L和氯化钠2g/L；第一活化液中各组分及其浓度为：浓硫酸80g/L，硫酸铵100g/L，磷酸4g/L和氟硅酸4g/L；第二活化液中各组分及其浓度为：盐酸20g/L，氯化钠130g/L；第三活化液中各组分及其浓度为：柠檬酸三钠150g/L，柠檬酸100g/L，氯化镍2g/L；打底镍镀液中各组分及其浓度为：磷酸镍380g/L，氯化镍15g/L，盐酸21g/L，乙酸69g/L；电刷镀镀液中各组分及其浓度为：硫酸镍260g/L，硫酸钴100g/L，甲酸20ml/L，乙酸55g/L，盐酸20g/L，氧化铝纳米颗粒20g/L。
然后对划伤部位进行修整，使损伤部位的宽度大于深度的五倍，使镀笔可以接触到损伤部位的最底部位，再使用绝缘胶带对未损伤部位进行遮蔽保护，最后对损伤部位进行刷镀修复。步骤如下：使用镀笔蘸取电净液，在电源阳极接镀笔、阴极接工件的条件下摩擦基体表面，除去基体表面油污；用去离子水冲洗后，使用镀笔蘸取第二活化液，在电源阴极接镀笔、阳极接工件的条件下摩擦基体表面，对碳钢表面刻蚀，直至露出新鲜的碳钢金属表面；用去离子水冲洗后，使用镀笔蘸取第三活化液，在电源阴极接镀笔、阳极接工件的条件下摩擦基体表面，溶解碳钢内析出的碳及其合金元素；用去离子水冲洗后，使用镀笔蘸取打底镍镀液，在电源阳极接镀笔、阴极接工件的条件下摩擦基体表面，在碳钢基体上形成结合牢固的镍镀层；用去离子水冲洗后，使用油石摩擦抛光基体表面，使铬镀层和碳钢复合基体表面变为铬镀层/镍镀层复合基体表面；用去离子水冲洗后，使用镀笔蘸取第一活化液，在电源阴极接镀笔、阳极接工件的条件下摩擦基体表面，同时充分活化铬镀层/镍镀层复合基体表面。最后使用电刷镀镀液进行刷镀。
本发明的电刷镀方法，分别处理铬镀层和碳钢基体，可以在铬镀层和碳钢复合基体上制备镀层，拓宽了电刷镀技术的应用领域。由于将基体充分活化，用本发明方法实施电刷镀，镀层结合强度高，性能好，修复后的工件在硬度、耐磨性、耐蚀性方面超过新品。
Claims (4)
1.一种铬镀层和碳钢复合基体电刷镀方法，其特征在于：包括下列步骤：
（1）使用镀笔蘸取电净液，在电源阳极接镀笔、阴极接工件的条件下摩擦基体表面，除去基体表面油污并用去离子水冲洗；
（2）使用镀笔蘸取第二活化液，在电源阴极接镀笔、阳极接工件的条件下摩擦基体表面，对碳钢表面刻蚀，直至露出新鲜的碳钢金属表面并用去离子水冲洗；
（3）使用镀笔蘸取第三活化液，在电源阴极接镀笔、阳极接工件的条件下摩擦基体表面，溶解碳钢内析出的碳及其合金元素并用去离子水冲洗；
（4）使用镀笔蘸取打底镍镀液，在电源阳极接镀笔、阴极接工件的条件下摩擦基体表面，在碳钢基体上形成结合牢固的镍镀层并用去离子水冲洗；
（5）摩擦抛光基体表面，使铬镀层和碳钢复合基体表面变为铬镀层和镍镀层复合基体表面并用去离子水冲洗；
（6）使用镀笔蘸取第一活化液，在电源阴极接镀笔、阳极接工件的条件下摩擦基体表面，同时充分活化铬镀层/镍镀层基体表面；然后用电刷镀液进行刷镀。
2.根据权利要求1所述的铬镀层和碳钢复合基体电刷镀方法，其特征在于：所述电净液中各组分及其浓度为：氢氧化钠20～30g/L，磷酸三钠40～60g/L，碳酸钠20～25g/L和氯化钠2～3g/L；所述第一活化液中各组分及其浓度为：浓硫酸80～90g/L，硫酸铵90～100g/L，磷酸4～6g/L和氟硅酸4～6g/L；所述第二活化液中各组分及其浓度为：盐酸20～30g/L，氯化钠130～150g/L；所述第三活化液中各组分及其浓度为：柠檬酸三钠130～150g/L，柠檬酸90～100g/L，氯化镍2～4g/L；所述打底镍镀液中各组分及其浓度为：磷酸镍350-390g/L，氯化镍15-20g/L，盐酸20-25g/L，乙酸60-70g/L。
3.根据权利要求1或2所述的铬镀层和碳钢复合基体电刷镀方法，其特征在于：每升所述电刷镀液中含有：硫酸镍260～300g，硫酸钴100～110g，甲酸15～20ml，乙酸45～55g，盐酸10～20g，以及氧化铝纳米颗粒20～30g或次磷酸钠10～15g。
4.根据权利要求3所述的铬镀层和碳钢复合基体电刷镀方法，其特征在于：在进行所述步骤（1）之前，对损伤部位进行修整，使损伤部位的宽度大于深度的五倍，使镀笔可以接触到损伤部位的最底部位。
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