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