CN105586613A - 一种用于活塞杆类零件的镀硬铬方法及溶液配方 - Google Patents
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Abstract
本发明属于化工领域,具体涉及一种用于活塞杆类零件的镀硬铬方法及溶液配方。目的是解决在生产活塞杆时,采用传统的电镀铬工艺生产出的硬铬镀层质量并不理想,并且电流效率较低的问题。该方法首先进行除油,然后清洗、干燥,再进行绝缘保护,清洗后进行弱腐蚀,再清洗后镀硬铬,清洗后进行逆流漂洗,中和后清洗、干燥,驱氢后进行检验。镀硬铬溶液配方为:铬酐CrO3200~225g/L;硫酸H2SO42.3~2.5g/L;三价铬Cr3+3~6g/L。本发明更加适合活塞杆类的零件,特别是30GrMnSiA材料的硬铬膜层生产,同时配方中减少了的铬酐含量,节约了成本并降低了对环境的污染。
Description
技术领域
本发明属于化工领域,具体涉及一种用于活塞杆类零件的镀硬铬方法及溶液配方。
背景技术
目前所有运载系列及武器系列的伺服机构都包括活塞杆类零件,材料为30GrMnSiA,因零件的设计性能要求活塞杆局部进行电镀硬铬。
传统的电镀铬工艺,其电镀液以铬酸为基础,以硫酸作催化剂,两者的比例为100:1,工艺的优点为,镀液稳定,易于操作;无论镀光亮铬还是镀硬铬,镀层质量都比较高,具有光亮、耐磨、稳定等优点,所以一直得到广泛的应用。但该溶液配方阴极电流效率非常低,一般只有8%~16%,消耗能量大,并且,铬酸浓度高,含铬废水和废气污染大,材料浪费严重,镀液温度较高,能量浪费大,因此,国内外电镀界一直致力于改革高铬传统镀铬工艺,为降低铬酸浓度、减少其危害,提高镀铬效率进行着广泛的研究和探索。改善传统镀铬工艺一般都采用在铬酸镀液中加添加剂的办法,目前出现了几种较为突出的工艺,一种是以氟化物为催化剂,一种是以氯、溴、碘及稳定的羧酸作催化剂,也有以稀土作添加剂的镀铬工艺,但氟化物具有一定的污染,对环境不利,稀土族成本较高。
在生产活塞杆时,采用传统的电镀铬工艺生产出的硬铬镀层质量并不理想(膜层发花粗糙),并且电流效率较低,这与活塞杆的圆柱结构和材料有关,针对这一问题,亟需提供一种用于活塞杆类零件的镀硬铬方法及溶液配方,使其更加适合活塞杆类零件的生产,提高膜层质量。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足,提供一种用于活塞杆类零件的镀硬铬方法及溶液配方,提高膜层质量。
本发明采用了如下技术方案:
一种用于活塞杆类零件的镀硬铬方法,包括如下步骤:
首先进行除油,然后清洗、干燥,再进行绝缘保护,清洗后进行弱腐蚀,再清洗后镀硬铬,清洗后进行逆流漂洗,中和后清洗、干燥,驱氢后进行检验。
如上所述的一种用于活塞杆类零件的镀硬铬方法,其中:所述除油步骤,采用有机溶剂除油与化学或电化学除油;清洗干燥后用物理或化学方法进行非镀覆面的绝缘保护,物理方法为采用保护工装或绝缘胶布,化学法为保护漆;对镀硬铬表面进行清洗后弱腐蚀活化处理,清洗后镀硬铬处理,电镀过程中首先进行预热,然后进行反镀,最后冲镀,并根据所要镀覆的厚度选择时间与电流密度,最后进行中和与驱氢处理。
如上所述的一种用于活塞杆类零件的镀硬铬方法,其中:所述电镀过程中,采用辅助阴极和象形阳极,所述象形阳极为多阳极形式,并使用不溶性铅锑合金阳极板,阳极与阴极面积比为3:2。
一种用于活塞杆类零件的镀硬铬溶液配方,包括如下配比:
铬酐CrO3200~225g/L
硫酸H2SO42.3~2.5g/L
三价铬Cr3+3~6g/L。
如上所述的一种用于活塞杆类零件的镀硬铬溶液配方,其中:所述溶液中CrO3/SO4 2-=90±5。
如上所述的一种用于活塞杆类零件的镀硬铬溶液配方,其中:所述溶液温度为55~58℃。
本发明的有益效果是:
本发明细致***的规范了镀硬铬方法和镀液配方,使得在电镀过程中的溶液控制具有方向性和指导意义,它减小了铬酐的比重,降低了配方成本,减少了对环境的污染,并更好的满足实际生产需要,特别是活塞杆类零件的表面镀硬铬加工。
本发明合理调制优化电解液中主盐(铬酐)与其他离子(如硫酸、三价铬)的配比,使得在该配比范围内,硬铬镀层的质量较高,实现了活塞类零件在镀硬铬加工中的精细化加工。该方法在传统镀铬溶液的基础上进行了精细调整,更加适应生产需要,通过增加溶液中硫酸的含量,使得CrO3/SO4 2-=85~95时生产出高质量的硬铬镀层,更加适合30GrMnSiA材料活塞杆类硬铬膜层的需要,并通过该膜层应用质量检测(如外观、硬度等)。
附图说明
图1为本发明提供的一种用于活塞杆类零件的镀硬铬方法流程图;
图2为举例的活塞杆平面示意图;
图3为举例的活塞杆3D示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
以图2、3中的活塞杆类零件为例,其凸台处及内孔不进行镀覆,其余部分镀硬铬。一种用于活塞杆类零件的镀硬铬方法,采用如图1所示流程:
首先进行除油,然后清洗、干燥,再进行绝缘保护,清洗后进行弱腐蚀,再清洗后镀硬铬,清洗后进行逆流漂洗,中和后清洗、干燥,驱氢后进行检验。
其中,根据零件的表面状态,采用有机溶剂除油与化学或电化学除油;清洗干燥后用物理或化学方法进行非镀覆面的绝缘保护,物理方法为采用保护工装或绝缘胶布,化学法通常为保护漆;对镀硬铬表面进行清洗后弱腐蚀活化处理,清洗后镀硬铬处理,电镀过程中首先进行预热,然后进行反镀,最后冲镀,并根据所要镀覆的厚度选择合理的时间与电流密度,最后进行中和与驱氢处理。
由于镀铬本身电流效率低,为了提高镀液的分散能力与覆盖能力,通常采用辅助阴极和象形阳极。针对活塞杆这种圆柱型零件,采用多阳极的做法保证镀层的分散性能,避免镀层不均匀,并采用普遍的不溶性铅锑合金阳极板,阳极与阴极面积比为3:2。
按上述操作方法进行镀硬铬,具体实施时溶液配方按表1所示比例进行。试验中首先控制温度与三价铬含量不变,调整铬酐与硫酸的配比,进行电镀处理,由于电解液中硫酸的含量相对铬酐要小的多,在改变CrO3/SO4 2-比值时,主要进行铬酐浓度的变化,因此,硫酸的浓度亦进行定量控制,使其按标准液含量保持一致,见表1中配方1~8,在该情况下观察对应膜层外观结果,如表2所示。根据配方1~8结果,选出适合的铬酐与硫酸比的范围,改变其他参数值,进一步确定配方中其他参数范围,见配方9~13,所得膜层结果见表2。
表1不同配方成分列表
成分及比例 | CrO3(g/L) | H2SO4(g/L) | CrO3/SO4 2- | Cr3+(g/L) | 温度(℃) |
配方1 | 190 | 2.5 | 76 | 4 | 55 |
配方2 | 200 | 2.5 | 80 | 4 | 55 |
配方3 | 210 | 2.5 | 84 | 4 | 55 |
配方4 | 212.5 | 2.5 | 85 | 4 | 55 |
配方5 | 220 | 2.5 | 88 | 4 | 55 |
配方6 | 230 | 2.5 | 92 | 4 | 55 |
配方7 | 237.5 | 2.5 | 95 | 4 | 55 |
配方8 | 240 | 2.5 | 96 | 4 | 55 |
配方9 | 210 | 2.3 | 91 | 3 | 56 |
配方10 | 220 | 2.4 | 92 | 5 | 57 |
配方11 | 210 | 2.3 | 91 | 6 | 58 |
配方12 | 207 | 2.3 | 90 | 5 | 56 |
配方13 | 216 | 2.4 | 90 | 5 | 57 |
传统配方 | 250 | 2.5 | 100 | 4 | 55 |
试验后对按活塞杆的检验要求进行检验,结果如表2所示。
表2不同配方所得镀层结果
试验号 | 表面形貌及状态 |
配方1 | 光亮度低,镀层发花,甚至局部无镀层 |
配方2 | 较光亮,较致密 |
配方3 | 光亮,致密 |
配方4 | 光亮,金属光泽,致密 |
配方5 | 光亮,金属光泽,致密 |
配方6 | 光亮,致密 |
配方7 | 光亮,致密 |
配方8 | 较光亮,较致密 |
配方9 | 光亮,金属光泽,致密 |
配方10 | 光亮,致密 |
配方11 | 光亮,金属光泽,致密 |
配方12 | 光亮,金属光泽,致密 |
配方13 | 光亮,金属光泽,致密 |
传统配方 | 光亮度较低,镀层粗糙 |
从表2中可以看出,配方1与传统配方所得镀层质量较差,不适合该材料活塞杆的实际生产,其他配方光泽度与致密性明显提升,满足产品使用要求,并通过各项检验指标的检测。如采用金相法检测厚度,满足设计图纸要求尺寸,硬度一般不低于HV750,耐磨次数高于18万次。
通过进一步的对比试验得出更加适合30GrMnSiA材料活塞杆类镀硬铬的配方如下:
镀硬铬溶液按下述比例配制,同时控制比例CrO3/SO4 2-=90±5。
较传统配方,该配方其铬酐含量少,节约成本并更加环保,适合实际生产需要,具有较大意义与价值。
本发明的主要优势在于其生产的膜层更加适合活塞杆类的零件需要,特别是30GrMnSiA材料的硬铬膜层生产,同时配方中减少了的铬酐含量,节约了成本并降低了对环境的污染,并且可以推广到其他类似零件和有相似膜层需要的零件,具有广泛的应用价值。
Claims (6)
1.一种用于活塞杆类零件的镀硬铬方法,包括如下步骤:
首先进行除油,然后清洗、干燥,再进行绝缘保护,清洗后进行弱腐蚀,再清洗后镀硬铬,清洗后进行逆流漂洗,中和后清洗、干燥,驱氢后进行检验。
2.根据权利要求1所述的一种用于活塞杆类零件的镀硬铬方法,其特征在于:所述除油步骤,采用有机溶剂除油与化学或电化学除油;清洗干燥后用物理或化学方法进行非镀覆面的绝缘保护,物理方法为采用保护工装或绝缘胶布,化学法为保护漆;对镀硬铬表面进行清洗后弱腐蚀活化处理,清洗后镀硬铬处理,电镀过程中首先进行预热,然后进行反镀,最后冲镀,并根据所要镀覆的厚度选择时间与电流密度,最后进行中和与驱氢处理。
3.根据权利要求2所述的一种用于活塞杆类零件的镀硬铬方法,其特征在于:所述电镀过程中,采用辅助阴极和象形阳极,所述象形阳极为多阳极形式,并使用不溶性铅锑合金阳极板,阳极与阴极面积比为3:2。
4.一种用于活塞杆类零件的镀硬铬溶液配方,其特征在于:包括如下配比:
铬酐CrO3200~225g/L
硫酸H2SO42.3~2.5g/L
三价铬Cr3+3~6g/L。
5.根据权利要求4所述的一种用于活塞杆类零件的镀硬铬溶液配方,其特征在于:所述溶液中CrO3/SO4 2-=90±5。
6.根据权利要求5所述的一种用于活塞杆类零件的镀硬铬溶液配方,其特征在于:所述溶液温度为55~58℃。
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