CN114703516A - 一种火炮身管快速镀铬工艺方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种火炮身管快速镀铬工艺方法，通过改进传统电镀工艺的电解液温度、电流密度参数以及电解液强制流动，达到提高镀铬层的韧性，降低孔隙率性能，从而增强镀铬层的耐烧蚀、耐摩擦磨损性能，增加身管内膛在高射速下的防护能力，延长身管的使用寿命。将镀铬电解液的温度由现有的55℃～60℃提高到74℃～78℃，在此电解液温度下，采用大电流密度和加压强制液流，不仅保证了电镀层硬度符合产品要求，同时明显减少的本征微裂纹，降低了镀层的孔隙率，从而提高镀铬层的抗烧蚀、抗腐蚀能力。

Description

一种火炮身管快速镀铬工艺方法

技术领域

本发明属于身管内膛表面防护性硬铬镀层电镀领域，特别涉及一种火炮身管快速镀铬工艺方法。

背景技术

某型30毫米速射炮，单管射速超过1500发/分钟，比同类型产品显著提高，内膛的摩擦磨损和火药气体烧蚀急剧增加。对内膛的防护膜层提出更高的要求，传统的镀硬铬和复合镀铬，受铬层本征微裂纹较多、硬度高等性能的影响，产品高速射击对身管内膛高频次摩擦和炙热火药气体冲刷，试验后身管内膛镀铬层容易出现脱落现象，对身管的使用性能和寿命产生影响。

发明内容

本发明解决的技术问题是：为了克服现有镀铬工艺技术镀铬层硬度高，本征微裂纹多，产品射击后铬层容易脱落，身管防护膜层严重脱落导致性能下降，寿命降低的问题。本发明提供一种火炮身管快速镀铬工艺技术，通过改变镀铬工艺中电解液温度、电流密度、及供液方式，达到改善铬层的性能的目的，提高了镀铬层的韧性，降低了铬层本征微裂纹，使镀铬层的耐烧蚀性能和抗摩擦性能有明显的提升，从而提高了身管内膛的防护能力，满足了产品是使用性能，延长了身管的使用寿命。

本发明的技术方案是：一种火炮身管快速镀铬工艺方法，包括以下步骤：

步骤1：对火炮身管内膛表面进行质量检查直至符合要求；

步骤2：电镀前对火炮身管内膛进行处理，包括除油、除铅、表面活化处理和石灰擦拭；

步骤3：对火炮身管内膛电镀处理，

步骤4：对火炮身管内膛镀铬后处理。

本发明进一步的技术方案是：所述步骤1中，包括以下子步骤：

步骤1.1：首先进行人工检查，要求被镀表面光滑颜色一致；

步骤1.2：使用专用量具进行进一步检查，要求检查被镀部位弹膛、线膛尺寸，零件各部位尺寸应符合工艺规定的镀铬前尺寸要求。

本发明进一步的技术方案是：所述步骤2中，包括以下步骤：

步骤2.1：利用有机溶剂除油；

步骤2.2：利用化学槽液除油，完成化学除油后通过热水清洗；

步骤2.3：除铅处理时间为15min～20min；除铅完成后用先用热水清洗身管内膛，再用冷水清洗身管内膛；

步骤2.4：在盐酸100g/L～150g/L，若丁1g/L～2g/L，温度为室温的溶剂里对火炮身管进行表面活化处理，时间为1min～3min；处理完成后通过冷水清洗；

步骤2.5：将熟石灰和水进行混合后擦拭火炮身管，擦拭后进行清洗。

本发明进一步的技术方案是：所述步骤2.2中，化学槽液配方为：氢氧化钠 60g/L～80g/L，磷酸钠20g/L～40g/L，碳酸钠大于30g/L；温度为80℃～90℃。

本发明进一步的技术方案是：所述步骤2.3中，除铅液为氢氧化钠300g/L～ 500g/L，铬酐50g/L～80g/L；温度为50℃～70℃。

本发明进一步的技术方案是：所述步骤3中，包括以下子步骤：

步骤3.1：安装并预热身管，其中预热温度为74℃～78℃，预热时间为1min～2min；

步骤3.2：开启电源，电流密度为40A/dm²～45A/dm²，反向通电2min～5min，电镀表面为阳极，进行电解处理，实现反向电镀；

步骤3.3：在电解液中进行电镀，温度至74℃～78℃时保温；电解液压力为 0.2MPa～0.5MPa；电镀时按电流密度120A/dm²～150A/dm²计算电流进行镀铬；按镀铬层厚度设定电镀时间,镀层沉积速度(5～8)min/10μm。

本发明进一步的技术方案是：所述步骤3.3中，电解液成分为：铬酐含量170g/L～200g/L，硫酸含量为3.4g/L～4.0g/L，三价铁低于11g/L，三价铬低于11g/L。

本发明进一步的技术方案是：所述步骤4中，包括以下子步骤：

步骤4.1：回收水洗；

步骤4.2：拆卸火炮身管，拆卸阳极、上下帽，安装吊具；

步骤4.3：将火炮身管依次放置清洗槽、中和槽、冷水槽、热水槽清洗；

步骤4.4：对火炮身管进行干燥擦拭；

步骤4.5：对火炮身管进行检验是否符合工艺要求。

发明效果

本发明的技术效果在于：

1、本发明通过将镀铬电解液的温度由现有的55℃～60℃提高到74℃～78℃，在此电解液温度下，采用大电流密度和加压强制液流，不仅保证了电镀层硬度符合产品要求，同时明显减少的本征微裂纹，降低了镀层的孔隙率，从而提高镀铬层的抗烧蚀、抗腐蚀能力。

2、本发明中电镀硬铬的电流密度为120A/dm²～150A/dm²，在加压强制液流下仍可保持镀铬层结晶细致、镀层均匀性良好。

3、本发明改变传统的依靠电解产生的大量气体推动电解液流动，采用加压强制液流，可以有效降低零件表面电镀过程的浓差极化，使零件表面的电解液浓度保持在一定范围，有利于镀铬层均匀沉积，从而保证镀层均匀。

综上所述，本身管快速镀铬工艺是通过改进传统电镀工艺的电解液温度、电流密度参数以及电解液强制流动，达到提高镀铬层的韧性，降低孔隙率性能，从而增强镀铬层的耐烧蚀、耐摩擦磨损性能，增加身管内膛在高射速下的防护能力，延长身管的使用寿命。

具体实施方式

本发明一种火炮身管镀铬工艺，具体包括以下步骤：

步骤一、身管内膛表面质量检查；

1.在有照明灯的检验台，肉眼检查内膛表面状况，被镀表面不允许有粗条纹、粗划痕及表面发暗、凹痕、毛刺、麻点等影响镀铬质量的疵病。

2.使用专用量具检查被镀部位弹膛、线膛尺寸，零件各部位尺寸应符合工艺规定的镀铬前尺寸要求。

步骤二、电镀前身管内膛处理；

有机溶剂除油

安装吊具，通过吊具将身管吊至有机溶剂除油工作区，用带棉纱的通条蘸有机溶剂擦拭内膛，清除零件表面的重油污，为化学除油做准备，减少带入化学除油槽的油污，提高化学除油效果，延长除油槽使用寿命；本实施例中采用艾森311清洗剂；

化学除油：

槽液配方：氢氧化钠60g/L～80g/L，磷酸钠20g/L～40g/L，碳酸钠大于30g/L；温度：80℃～90℃；

通过吊具将身管吊至化学除油槽进行化学除油，时间为20min～30min；清除零件表面油污，为镀铬做准备，完成化学除油后通过热水清洗。

1.除铅：

配方：氢氧化钠300g/L～500g/L，铬酐50g/L～80g/L；温度：50℃～70℃；

在除铅槽中对身管内堂进行除铅处理，时间为15min～20min；除铅完成后用先用热水清洗身管内膛，再用冷水清洗身管内膛；除铅是为了清除内膛机加抛光时铅棒擦拭粘附的微量铅，提高镀铬层与基体金属附着力。

表面活化处理:

配方：盐酸100g/L～150g/L若丁1g/L～2g/L。温度：室温；

将火炮身管置于用盐酸和缓蚀剂配制的活化液中进行表面活化处理，时间为1min～3min；处理完成后通过冷水清洗；表面活化是为了清除零件表面的出现的氧化物，彻底暴露基体金属。

5、石灰擦拭：

在盆等容器中盛熟石灰，加水，成为糊状石灰水，用带棉纱的通条蘸石灰水擦拭身管内膛表面，擦拭完成后通过压力水冲洗，压力危0.15MPa～0.2MPa；

步骤三、身管内膛电镀处理：

1、安装并预热身管；

卸掉吊具，安装上下帽和阳极，并将阳极上的螺母拧紧，拉紧阳极；

将装好阳极的身管安放到镀铬架上，镀铬装置的两端为卡口装置，可通过夹紧身管两端的上下帽来夹紧身管，再通过阴极导电夹夹紧身管。

开启输液泵预热身管，预热到工作温度为74℃～78℃；开启输液泵，电解液流过身管，对身管进行预热，预热时间为1min～2min；

2、先进行反向电镀

开启电源，电流密度为40A/dm²～45A/dm²，反向通电2min～5min，电镀表面为阳极，进行电解处理；反向电镀的目的是进一步净化电镀表面。

3、电镀

电镀时采用的电解液成分为：铬酐含量170g/L～200g/L，硫酸含量为3.4g/L～4.0g/L，三价铁低于11g/L，三价铬低于11g/L；

将上述电解液加热，温度至74℃～78℃，保温；电解液压力：0.2MPa～0.5MPa；检查电镀槽上的导电装置，安装部位应无厚重氧化物，接触良好，装夹部位无变形。

电镀时按电流密度120A/dm²～150A/dm²计算电流进行镀铬；按镀铬层厚度设定电镀时间,镀层沉积速度(5～8)min/10μm；本实施例中镀铬层厚度为30μm～50μm、电镀时间为16min～21min；

电镀结束后，关闭电源及输液泵。

步骤四、身管内膛镀铬后处理；

1、回收水洗；打开输水管阀，冲洗身管内膛；

2、将身管从电镀设备上拆卸下来，拆卸阳极、上下帽；再安装吊具。

3、将身管先放到清洗槽中清洗，再放到中和槽浸洗，再依次通过冷水槽、热水槽清洗；

4、干燥、擦拭：用压缩空气吹干或晾干身管内膛，用带纱布通条擦拭身管内膛，使内膛保持干燥。

5、检验，检查身管内膛镀铬层外观质量和各部位尺寸，应符合工艺要求。

Claims (8)

1.一种火炮身管快速镀铬工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：对火炮身管内膛表面进行质量检查直至符合要求；

步骤2：电镀前对火炮身管内膛进行处理，包括除油、除铅、表面活化处理和石灰擦拭；

步骤3：对火炮身管内膛电镀处理，

步骤4：对火炮身管内膛镀铬后处理。

2.如权利要求1所述的一种火炮身管快速镀铬工艺方法，其特征在于，所述步骤1中，包括以下子步骤：

步骤1.1：首先进行人工检查，要求被镀表面光滑颜色一致；

步骤1.2：使用专用量具进行进一步检查，要求检查被镀部位弹膛、线膛尺寸，零件各部位尺寸应符合工艺规定的镀铬前尺寸要求。

3.如权利要求1所述的一种火炮身管快速镀铬工艺方法，其特征在于，所述步骤2中，包括以下步骤：

步骤2.1：利用有机溶剂除油；

步骤2.2：利用化学槽液除油，完成化学除油后通过热水清洗；

步骤2.3：除铅处理时间为15min～20min；除铅完成后用先用热水清洗身管内膛，再用冷水清洗身管内膛；

步骤2.4：在盐酸100g/L～150g/L，若丁1g/L～2g/L，温度为室温的溶剂里对火炮身管进行表面活化处理，时间为1min～3min；处理完成后通过冷水清洗；

步骤2.5：将熟石灰和水进行混合后擦拭火炮身管，擦拭后进行清洗。

4.如权利要求3所述的一种火炮身管快速镀铬工艺方法，其特征在于，所述步骤2.2中，化学槽液配方为：氢氧化钠60g/L～80g/L，磷酸钠20g/L～40g/L，碳酸钠大于30g/L；温度为80℃～90℃。

5.如权利要求3所述的一种火炮身管快速镀铬工艺方法，其特征在于，所述步骤2.3中，除铅液为氢氧化钠300g/L～500g/L，铬酐50g/L～80g/L；温度为50℃～70℃。

6.如权利要求1所述的一种火炮身管快速镀铬工艺方法，其特征在于，所述步骤3中，包括以下子步骤：

步骤3.1：安装并预热身管，其中预热温度为74℃～78℃，预热时间为1min～2min；

步骤3.2：开启电源，电流密度为40A/dm²～45A/dm²，反向通电2min～5min，电镀表面为阳极，进行电解处理，实现反向电镀；

步骤3.3：在电解液中进行电镀，温度至74℃～78℃时保温；电解液压力为0.2MPa～0.5MPa；电镀时按电流密度120A/dm²～150A/dm²计算电流进行镀铬；按镀铬层厚度设定电镀时间,镀层沉积速度(5～8)min/10μm。

7.如权利要求6所述的一种火炮身管快速镀铬工艺方法，其特征在于，所述步骤3.3中，电解液成分为：铬酐含量170g/L～200g/L，硫酸含量为3.4g/L～4.0g/L，三价铁低于11g/L，三价铬低于11g/L。

8.如权利要求1所述的一种火炮身管快速镀铬工艺方法，其特征在于，所述步骤4中，包括以下子步骤：

步骤4.1：回收水洗；

步骤4.2：拆卸火炮身管，拆卸阳极、上下帽，安装吊具；

步骤4.3：将火炮身管依次放置清洗槽、中和槽、冷水槽、热水槽清洗；

步骤4.4：对火炮身管进行干燥擦拭；

步骤4.5：对火炮身管进行检验是否符合工艺要求。