CN109097805A - 一种镀铬工艺方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于表面处理技术领域，涉及一种镀铬工艺方法。本发明将一定厚度质地软、韧性好、致密的乳白铬镀层与硬度高、耐磨性好的硬铬镀层相结合，通过控制镀层厚度、调节槽液温度及时间，使镀层同时达到耐磨、防腐的作用；同时该工艺中的镀铬工序在同一槽中，通过对温度、时间等工艺参数的控制实现。

Description

一种镀铬工艺方法
技术领域
本发明属于表面处理技术领域，涉及一种镀铬工艺方法。
背景技术
国外一般采用热喷涂技术制备碳化钨涂层应用于主起落架在海洋环境中的耐磨、耐蚀性防护[1]。但热喷涂由于热输入量较大，喷涂材料容易发生氧化、烧损以及相变等现象，严重影响涂层的结合强度、致密性以及耐蚀性等，同时对基体也有不良的热影响。传统镀铬工艺以其高硬度和低摩擦系数仍广泛应用于各型号直升机起落架部位零件的防护镀铬层外观呈微蓝色调的金属光泽，在大气中能够长久不变色，具有很高的硬度和耐磨性，作为功能性镀层常用于易磨损件表面防护。镀硬铬层硬度高表面有微孔隙，作为耐磨性功能镀层较好，但耐蚀性不足[2]；为提高镀层的外观质量，对镀层进行磨削、抛光等压应力加工处理，处理后的镀硬铬层，表面易产生微裂纹导致耐蚀性降低。近几年有采用有机树脂对镀铬层进行封闭的技术，但该材料耐高温及耐磨性差、零件返修时影响镀层结合力。
飞机升力***，如：起落架部位内筒、作动筒等零件的表面防护均采用了镀铬工艺处理，近年服役于三亚等海洋气候环境中的飞机镀铬件锈蚀问题比较突出。
[1]宋进兵，刘敏，邓春明，超音速火焰喷涂碳化钨-钴铬涂层替代电镀铬的研究，电镀与涂饰，2012，31(6)，66-68；
[2]柳玉波.表面处理工艺大全[M].北京：中国计量出版社，1996.05， 240-250。
发明内容
本发明的目的是：
随着直升机执行海上护航、救援任务日益增多，服役环境恶劣，导致机上钢铁材料在海洋气候中面临着腐蚀的严重问题，其疲劳性能显著下降，大大降低了相关构件的使用寿命，甚至造成灾难性事故，因此海洋环境下的材料腐蚀与耐久性值得高度重视。传统镀硬铬工艺所获得镀层的硬度高表面有微孔隙，作为耐磨性功能镀层较好，但耐蚀性不足，近几年经常收到外场反馈XX型机起落架部位镀硬铬零件腐蚀问题。
本发明一种镀铬工艺方法，解决镀硬铬层硬度高、耐磨性好，但存在微孔隙、微裂纹，耐蚀性不足的问题。本发明的目的是获得一种防腐性较高的镀铬层，为海洋环境等恶劣环境下工作的零件提供耐蚀性和耐磨性均较高防护方法。
本发明的技术方案是：一种耐蚀性较高的镀铬工艺方法，其特征在于，首先对零件进行除油和除锈处理，而后将零件放置于镀铬槽中电镀乳白铬，至镀层厚度达到30μm-40μm时，将温度逐步降低，在溶液不改变的情况下，在1h 内将槽液由温度65℃-75℃逐渐降低至50℃-60℃，电流密度由20A/dm2-40A/dm2升高至40A/dm2-60A/dm2，待镀层厚度达到设计要求时，出槽，断电。
所述电镀乳白铬的槽液配比为
铬酐200g/l-250g/l
硫酸2.0g/l-2.5g/l
三价铬3g/l-10g/l
阳极：铅或铅锑合金6％-8％
温度为65℃-75℃
电流密度为20A/dm2-40A/dm2
电镀过程要求：
a.预热：零件在镀槽中预热1min-5min；
b.阳极腐蚀：零件在槽中预热后阳极腐蚀30s-90s，阳极电流密度为20 A/dm2-30A/dm2；
c.阳极腐蚀后立即反向冲电，1min-2min，电流密度为正常电流密度 1.5-2.5倍，而后逐渐降至正常电流；
d.镀乳白铬时严格控制槽液温度变化不超过±2℃，电流密度变化不超过 5A/dm2；
e.边镀边测镀层厚度，镀乳白铬层厚度超过30±5微米后，按照工序2.6 要求，逐渐降低温度升高电流，逐步过度至电镀硬铬工序。
所述除油采用有机溶剂、化学除油及电化学除油，去除零件表面的油污。
本发明优点是：将一定厚度质地软、韧性好、致密的乳白铬镀层与硬度高、耐磨性好的硬铬镀层相结合，使镀层同时达到耐磨、防腐的作用；同时该工艺中的镀铬工序在同一槽中，通过对温度、时间等工艺参数的控制实现。
具体实施方式
本发明的实施方式由以下步骤构成：
a.用丙酮、三氯乙烷、三氯乙烯等有机溶剂或市售成品除油剂等擦拭除油，或采用三氯乙烯蒸汽除油；
b.对特殊要求部位进行绝缘并安装辅助电极，而后将零件装夹在工装夹具上；
c.进行电化学除油；
d.水洗；
f.进入腐蚀槽，去除零件表面锈蚀并活化零件表面；
g.水洗；
h.进入镀铬槽，预热：零件在镀槽中预热1min-5min。
阳极腐蚀(反扒)：零件在槽中预热后阳极腐蚀30s-90s，阳极电流密度为20A/dm2-30A/dm2。
阳极腐蚀后立即反向冲电，1min-2min，电流密度为正常电流密度1.5-2.5 倍，而后逐渐降至正常电流。
边镀边测镀层厚度，镀乳白铬层厚度达到30μm±5范围后，按照工序2.6 要求，逐渐降低温度同时升高电流，逐步过度至电镀硬铬工序。
i.在1h内将槽液由温度65℃-75℃逐渐降低至50℃-60℃，电流密度由 20A/dm2-40A/dm2升高至40A/dm2-60A/dm2。溶液温度降低与电流密度升高及所获得镀层厚度对应关系可参考坐标系。2000L槽，关闭加温装置后，每15min降低温度3℃，电流相应升高6A/dm2，电流不宜升高过快避免零件尖端烧焦。
g.对零件进行水洗，拆卸绝缘材料，彻底清洗零件表面；
k.采用压缩空气将零件彻底吹干；
l.拆卸零件，交检。
作用效果：
镀覆后按HB5041-1992镀铬、镀乳白铬镀层质量检验，对外观、厚度、结合力、孔隙率进行检测。
外观结晶细腻、均匀，为捎带浅蓝色的亮灰色；
厚度符合图纸或工艺文件规定；
采用挤压法对同槽试片进行检测，挤扁处无起皮、脱落，基体金属或镀层发生龟裂的现象。贴滤纸法检验孔隙率，将滤纸浸渍在贴***10g/l、氯化钠30g/l、氯化铵60g/L的溶液中，取出贴在待测零件表面，使滤纸和零件表面无间隙，保持20min后揭下滤纸，每平方分米孔隙数小于5个。
实施例一：
选取与某型号直升机主起落架内筒，相同的材料(30CrMnSiA)加工圆筒作为典型试验件，进行电镀。
首先采用有机溶剂、化学除油及电化学除油，去除零件表面的油污。对零件进行除油和除锈处理，而后将零件放置于镀铬槽中电镀乳白铬，至镀层厚度达到32～35μm时，将槽液体温度逐步降低，在溶液不改变的情况下，在1h内将槽液由温度67℃逐渐降低至52℃，电流密度由24A/dm2升高至45A/dm2，待总镀层厚度达到75μm左右时，出槽，断电。
乳白铬的槽液配比为
铬酐225g/l
硫酸2.3g/l
三价铬5g/l
阳极：铅锑合金6％-8％
温度为67℃
电流密度为24A/dm2
电镀过程：
a.预热：零件在镀槽中预热1min-5min；
b.阳极腐蚀：零件在槽中预热后阳极腐蚀30s-90s，阳极电流密度为 24A/dm2；
c.阳极腐蚀后立即反向冲电，1min-2min，电流密度为正常电流密度 1.5-2.5倍，而后逐渐降至正常电流；
d.镀乳白铬时严格控制槽液温度变化不超过±2℃，电流密度变化不超过 5A/dm2；
e.边镀边测镀层厚度，镀乳白铬层厚度超过32微米后，逐渐降低温度升高电流，逐步过度至电镀硬铬工序；
f.边镀边检测厚度，待镀硬铬层厚度至75μm左右，出槽，水洗，吹干。
实施例二：
选取轴，做为典型试验件进行电镀。
首先采用有机溶剂、化学除油及电化学除油，去除零件表面的油污。对零件进行除油和除锈处理，而后将零件放置于镀铬槽中电镀乳白铬，至镀层厚度达到35-40μm时，将槽液体温度逐步降低，在溶液不改变的情况下，在1h内将槽液由温度74℃逐渐降低至58℃，电流密度由28A/dm2升高至55A/dm2，待总镀层厚度达到72μm左右时，出槽，断电。
乳白铬的槽液配比为
铬酐245g/l
硫酸2.1g/l
三价铬4.5g/l
阳极：铅锑合金6％-8％
温度为64℃
电流密度为38A/dm2
电镀过程：
a.预热：零件在镀槽中预热1min-5min；
b.阳极腐蚀：零件在槽中预热后阳极腐蚀30s-90s，阳极电流密度为 38A/dm2；
c.阳极腐蚀后立即反向冲电，1min-2min，电流密度为正常电流密度 1.5-2.5倍，而后逐渐降至正常电流；
d.镀乳白铬时严格控制槽液温度变化不超过±2℃，电流密度变化不超过 5A/dm2；
e.边镀边测镀层厚度，镀乳白铬层厚度超过38μm后，逐渐降低温度升高电流，逐步过度至电镀硬铬工序；
f.边镀边测厚度，待镀硬铬层厚度至62μm左右，出槽，水洗，吹干。

Claims (4)

1.一种耐蚀性较高的镀铬工艺方法，其特征在于，首先对零件进行除油和除锈处理，而后将零件放置于镀铬槽中电镀乳白铬，至镀层厚度达到30μm-40μm时，将温度逐步降低，在溶液不改变的情况下，在1h内将槽液由温度65℃-75℃逐渐降低至50℃-60℃，电流密度由20A/dm2-40A/dm2升高至40A/dm2-60A/dm2，待镀层厚度达到设计要求时，出槽，断电。
2.如权利要求1所述的一种耐蚀性较高的镀铬工艺方法，其特征在于，所述电镀乳白铬的槽液配比为：
铬酐200g/l-250g/l
硫酸2.0g/l-2.5g/l
三价铬3g/l-10g/l
阳极：铅或铅锑合金6％-8％
温度为65℃-75℃
电流密度为20A/dm2-40A/dm2
电镀过程要求：
a.预热：零件在镀槽中预热1min-5min；
b.阳极腐蚀：零件在槽中预热后阳极腐蚀30s-90s，阳极电流密度为20A/dm2-30A/dm2；
c.阳极腐蚀后立即反向冲电，1min-2min，电流密度为正常电流密度1.5-2.5倍，而后逐渐降至正常电流；
d.镀乳白铬时严格控制槽液温度变化不超过±2℃，电流密度变化不超过5A/dm2；
e.边镀边测镀层厚度，镀乳白铬层厚度超过30±5微米后，按照工序2.6要求，逐渐降低温度升高电流，逐步过度至电镀硬铬工序。
3.如权利要求1或2所述的一种耐蚀性较高的镀铬工艺方法，其特征在于，所述除油采用有机溶剂、化学除油及电化学除油，去除零件表面的油污。
4.如权利要求1或2所述的一种耐蚀性较高的镀铬工艺方法，其特征在于，所述有机溶剂为丙酮、三氯乙烷、三氯乙烯。
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