CN101220471B - 机载油箱内表面防护的化学镀强化方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开机载油箱内表面防护的化学镀强化方法及装置，包括步骤：化学除油除锈、第一次水洗、镍磷化学镀、镍磷锌化学镀、第二次水洗和热处理；本发明还公开实现上述机载油箱内表面化学镀强化方法的化学镀强化装置，该装置包括贮液槽、若干三通管、若干软管、若干复合管、抽液泵、机载油箱和补液管；所述机载油箱放在加热炉内。本发明的强化镀层分为两层，内层为镍磷化学镀层，外层为镍磷锌化学镀层，强化层整体上为阳极型镀层；强化层与机载油箱基体结合力良好；装置操作简单，易于控制；加热速度快，保温效果好，节约能源；施镀及清洗过程全封闭，液体基本无挥发，工作环境好；通过抽液泵实现镀液的循环，比静置施镀时镀层更均匀，孔隙率更低。

Description

机载油箱内表面防护的化学镀强化方法及装置

技术领域

本发明公开了一种油箱内表面防护技术。特别涉及一种用于机载油箱内表面防护的化学镀强化方法及装置。 

技术背景 

机载油箱是应用于大型采矿及挖掘机械上的专用油箱，油箱材料为普通碳钢，油箱内部有网状隔板。主要的问题是制造后油箱内部不便清洁，且容易生锈，使用时，锈蚀产物脱落后，会堵塞网状隔板并污染油料，影响到油箱的正常使用，而油箱内的网状隔板是无法更换的。目前的表面强化方法中，电镀难以实现对内表面的施镀，特别是有网状隔板存在的情况下；普通化学镀镍层是阴极性镀层，在镀层存在孔隙的情况下，会引起油箱的局部腐蚀，严重时会导致油箱穿孔，缩短油箱的使用寿命，而化学镀施镀时不能避免孔隙的产生。 

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种适于机载油箱内表面防护的化学镀方法。本发明所采用的化学镀工艺，可以有效地解决机载油箱内表面防护问题。化学镀层分为两层，内层为普通镍磷化学镀层，外层为镍磷锌化学镀层，镀层总体上呈现出阳极特性。镀层经200℃，1小时左右的保温处理后，与油箱内表面结合良好。 

本发明的另一目的在于提供实现上述机载油箱化学镀强化方法的装置。 

本发明的目的是由下述技术方案实现的：一种机载油箱内表面化学镀强化方法，依次包括如下工艺步骤： 

(1)化学除油除锈，处理时间为自除油除锈液注满机载油箱起8-10分钟； 化学除油除锈的配方为：盐酸：300-400ml/L，六次甲基四氨：3-5g/L，OP-10乳化剂：1-2g/L，水：余量； 

(2)第一次水洗，处理时间为自水注满机载油箱起8-10分钟； 

(3)镍磷化学镀，镍磷化学镀的处理温度为80-90℃，施镀时间为自镍磷化学镀液注满机载油箱且温度达到80-90℃时起1-1.5小时；镍磷化学镀配方为：硫酸镍：18-22g/L，次磷酸钠：20-26g/L，柠檬酸：8-12g/L，乳酸：18-22ml/L，乙酸铵：18-22g/L，Pb²⁺：0.1-0.25mg/L，PH值：4.5-5.0； 

(4)镍磷锌化学镀，镍磷锌化学镀的处理为温度：90-95℃，施镀时间为自镍磷锌化学镀液注满机载油箱且温度达到90-95℃时起0.5-1小时；镍磷锌化学镀配方为：硫酸镍：10-18g/L，次磷酸钠：35-45g/L，硫酸锌：5-7g/L，乙酸铵：18-22g/L，乳酸：35-45ml/L，乙二胺四乙酸：8-12g/L，氢氧化钠：20-26g/L，用氨水调节PH值为8-8.5。 

(5)第二次水洗，处理时间为自水注满机载油箱起8-10分钟； 

(6)热处理，热处理温度为150℃～250℃，保温时间为0.5～1.5小时。 

实现上述机载油箱化学镀强化方法的化学镀强化装置及热处理装置为：软管一的一端与贮液槽的排出管相接，贮液槽的排出管上有阀门一控制液体的开与关；软管一的另一端与三通管一的一端相接；三通管一的第二端与复合管一的一端相接，复合管一的另一端与抽液泵的一端相接，抽液泵的另一端通过复合管二与软管二的一端相接，软管二的另一端与机载油箱的底部管道相接；机载油箱的顶部管道通过软管三与复合管三的一端相接，复合管三的另一端与三通管二的一端相接，三通管二的第二端与补液管相接，补液管上有阀门二控制补液管的通与关；三通管二的第三端与复合管四的一端相接，复合管四的另一端与三通管二的第三端相接，复合管四上有阀门三控制复合管四的通与关。机载油箱放在加热炉内。 

所述的软管一、软管二、软管三的材料是采用能耐温100℃的塑料； 

所述的复合管一、复合管二、复合管三、复合管四是内衬塑料的钢塑或铝塑复合管； 

所述的三通管一和三通管二的材料为塑料； 

所述的抽液泵具有正转和反转的功能，且能耐酸的腐蚀。 

所述补液管的作用是当液面因损耗而下降时，在这里加入液体； 

所述贮液槽是由四个结构相同的液体存槽组成，分别盛装除油除锈液、水、镍磷化学镀液、镍磷锌化学镀液，使用时，软管一只能接其中的任意一个槽。 

所述加热炉具有加热和保温的功能，温度在0-300℃可调。具体的结构主要由两部分组成：固定的末封顶的主体和可移动的绝热板。这种结构主要是便于机载油箱的放入加热炉和从加热炉中取出来；主体部分由三层组成：最外层为金属，第二层为保温岩棉，最内层为耐温砖；主体结构内分布有加热管；绝热板由两层组成：外层是金属，里层为保温岩棉；绝热板上装有温度传感器以探测加热炉内温度，温度传感器上的电信号控制加热炉的电源开关，从而控制加热管的通电与断电。 

所述化学除油除锈、第一次水洗、镍磷化学镀、镍磷锌化学镀、第二次水洗的液体注入及操作过程是： 

将软管一接到贮液槽的排出管上，软管二接到机载油箱底部管道，软管三接到机载油箱的顶部管道上；打开阀门二，关闭阀门三，打开阀门一；启动抽液泵使之正转，贮液槽中的液体自下而上进入机载油箱中，直到补液管中可看到液体为止；打开阀门三，关闭阀门一，液体自三通管一、复合管一、抽液泵、复合管二、软管二、机载油箱、软管三、复合管三、三通管二、复合管四实现循环；化学除油除锈、第一次水洗、第二次水洗时，加热炉不工作；镍磷化学镀和镍磷锌化学镀时，则加热炉工作，需打开加热炉电源开关，并将温控器调节到施镀所需的温度。 

所述化学除油除锈、镍磷化学镀、镍磷锌化学镀处理结束后排液及操作过程是： 

关闭加热炉电源、打开阀门一、抽液泵反转，关闭阀门三，机载油箱中的液体自上而下流出，液体排完后，关闭阀门一，拆开软管一、打开阀门三、关闭抽液泵。 

所述第一次水洗和第二次水洗的排液及操作过程是：拆开软管一、抽液泵反转、打开阀门三，直到水排净。 

所述热处理操作过程是：将软管三和软管二从机载油箱上拆开，打开加热炉上的电源开关，用温控器调节温度，保温一定时间后切断电源。热处理可以消除镀层的氢脆，提高镀层与机载油箱内壁的结合力。 

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：本发明所采用的化学镀工艺可以有效地解决机载油箱内表面防护问题。镀层分为两层，内层为镍磷化学镀层，外层为镍磷锌化学镀层，镀层整体上为阳极型镀层；镀层本身具有良好的防腐性能，同时因其阳极特性，又允许有一定的孔隙存在；经200℃，1小时的保温处理后，镀层的氢脆得到消除，镀层与机载油箱基体结合力良好；机载油箱只需要一次安装，放入加热炉内，就可实现从除油除锈、化学镀及热处理的全过程，操作简单，易于控制；机载油箱直接放入加热炉内，加热速度快，保温效果好，节约能源；施镀及清洗过程全封闭，液体基本无挥发，工作环境好；通过抽液泵实现镀液的循环，比静置施镀时镀层更均匀，孔隙率要低。 

附图说明

图1是机载油箱在除油除锈和化学镀时的装配结构示意图。 

图2为机载油箱热处理结构示意图。 

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。 

实施例1 

如图1所示为化学镀强化装置，软管一3的一端与贮液槽1的排出管相接，贮液槽1的排出管上有阀门一2控制液体的开与关；软管一3的另一端与三通管一4的一端相接；三通管一4的第二端与复合管一5的一端相接，复合管一5的另一端与抽液泵7的一端相接，抽液泵7的另一端通过复合管二8与软管二9的一端相接，软管二9的另一端与机载油箱11的底部管道相接；机载油箱11的顶部管道通过软管三12与复合管三13的一端相接，复合管三13的另一端与三通管二14的一端相接，三通管二14的第二端与补液管16相接，补液管16上有阀门二15控制补液管16的通与关；三通管二14的第三端与复合管四17的一端相接，复合管四17的另一端与三通管二4的第三端相接，复合管四17上有阀门三6控制复合管四17的通与关。机载油箱放在加热炉10内。 

在图1中，抽液泵7具有正转和反转的功能，且能耐酸的腐蚀。加热炉10具有加热和保温功能，且温度在0-300℃可调。软管一3、软管二9、软管三12的材料是采用能耐温100℃的塑料；复合管一5、复合管二8、复合管三13、复合管四17是内衬塑料的钢塑或铝塑复合管；三通管一4和三通管二 14的材料为塑料；补液管16的作用是当液面因损耗而下降时，在这里加入液体；贮液槽1是由四个结构相同的液体存槽组成，分别盛装除油除锈液、水、镍磷化学镀液、镍磷锌化学镀液，使用时，软管一3只能接其中的任意一个槽。 

化学除油除锈、第一次水洗、镍磷化学镀、镍磷锌化学镀、第二次水洗的液体注入及操作过程是：将软管一3接到贮液槽1的排出管上，软管二9接到机载油箱11底部管道，软管三12接到机载油箱11的顶部管道上；打开阀门二15，关闭阀门三6，打开阀门一2；启动抽液泵7使之正转，贮液槽1中的液体自下而上进入机载油箱11中，直到补液管16中可看到液体为止；打开阀门三6，关闭阀门一2，液体自三通管一4、复合管一5、抽液泵7、复合管二8、软管二9、机载油箱11、软管三12、复合管三13、三通管二14、复合管四17实现循环；化学除油除锈、第一次水洗、第二次水洗时，加热炉10不工作；镍磷化学镀和镍磷锌化学镀时，则加热炉10工作，需打开加热炉电源开关，并将温控器调节到施镀所需的温度。 

化学除油除锈、镍磷化学镀、镍磷锌化学镀处理结束后排液及操作过程是：关闭加热炉电源、打开阀门一2、抽液泵反转，关闭阀门三6，机载油箱11中的液体自上而下流出，液体排完后，关闭阀门一2，拆开软管一3、打开阀门三6、关闭抽液泵。 

第一次水洗和第二次水洗的排液及操作过程是：拆开软管一3、抽液泵反转、打开阀门三6，直到水排净。 

热处理操作过程是：将软管三12和软管二9从机载油箱上拆开，打开加热炉10上的电源开关，将温控器调节到200℃，保温1小时后切断电源。热处理可以消除镀层的氢脆，提高镀层与机载油箱内壁的结合力。 

上述化学除油除锈的操作参数为：温度：室温；处理时间：自除油除锈液注满机载油箱起10分钟；化学除油除锈的配方为：盐酸(HCl)：400ml/L，六次甲基四氨：5g/L，OP-10乳化剂：2g/L，水：余量。 

第一次水洗和第二次水洗的操作参数为：温度：25℃；处理时间：自水注满机载油箱起10分钟。 

镍磷化学镀的操作参数为：温度：90℃，处理时间：镍磷化学镀液注满机载油箱且温度达到90℃时起，施镀1.5小时。镍磷化学镀配方为：硫酸镍(Ni₂SO₄.6H₂O)：25g/L，次磷酸钠(NaH₂PO₂.H₂O)：25g/L，柠檬酸 (H₃C₈H₅O₇.H₂O)：10g/L，乳酸(C₃H₆O₃)：20ml/L，乙酸铵(NH₄CH₃COO)：20g/L，Pb²⁺：0.2mg/L，PH：5.0。 

镍磷锌化学镀的操作参数为：温度：95℃，处理时间：镍磷锌化学镀液注满机载油箱且温度达到95℃时起，施镀1小时。镍磷锌化学镀配方为：硫酸镍(Ni₂SO₄.6H₂O)：15g/L，次磷酸钠(NaH₂PO₂.H₂O)：40g/L，硫酸锌(ZnSO₄)：6g/L，乙酸铵(NH₄CH₃COO)：20g/L，乳酸(C₃H₆O₃)：40ml/L，乙二胺四乙酸(EDTA)：10g/L，氢氧化钠(NaOH)：25g/L，用氨水调节PH8.5。 

如图2所示，加热炉的结构主要由两部分组成：固定的末封顶的主体和可移动的绝热板22。这种结构主要是便于机载油箱的放入加热炉和从加热炉中取出来；主体部分由三层组成：最外层为金属18，第二层为保温岩棉19，最内层为耐温砖20；主体结构内分布有加热管21；绝热板22由两层组成：外层是金属，里层为保温岩棉；绝热板22上装有温度传感器23以探测加热炉内温度，温度传感器23上的电信号控制加热炉的电源开关，从而控制加热管的通电与断电。 

通过上述化学除油除锈——第一次水洗——镍磷化学镀——镍磷锌化学镀——第二次水洗——热处理过程，将机载油箱直接放于加热炉内实现化学镀时的加热和镀后的热处理，在机载油箱内表面获得耐蚀性能和结合性能良好的阳极型化学镀层。 

实施例2 

在其他操作不变的情况下，改变相关的工艺参数的实施例如下： 

(1)化学除油除锈，处理时间为自除油除锈液注满机载油箱起8分钟；化学除油除锈的配方为：盐酸：400ml/L，六次甲基四氨：5g/L，OP-10乳化剂：12g/L，水：余量； 

(2)第一次水洗，处理时间为自水注满机载油箱起8分钟； 

(3)镍磷化学镀，镍磷化学镀的处理温度为80℃，施镀时间为自镍磷化学镀液注满机载油箱且温度达到80℃时起1小时；镍磷化学镀配方为：硫酸镍：18g/L，次磷酸钠：20g/L，柠檬酸：8g/L，乳酸：18-22ml/L，乙酸铵：18-g/L，Pb²⁺：0.15mg/L，PH值：4.5； 

(4)镍磷锌化学镀，镍磷锌化学镀的处理为温度：90℃，施镀时间为自镍磷锌化学镀液注满机载油箱且温度达到90℃时起1小时；镍磷锌化学镀配 方为：硫酸镍：10g/L，次磷酸钠：35g/L，硫酸锌：5g/L，乙酸铵：18g/L，乳酸：45ml/L，乙二胺四乙酸：8g/L，氢氧化钠：20g/L，用氨水调节PH值为8。 

(5)第二次水洗，处理时间为自水注满机载油箱起8分钟； 

(6)热处理，热处理温度为150℃，保温时间为1.5小时。 

实施例3 

(1)化学除油除锈，处理时间为自除油除锈液注满机载油箱起10分钟；化学除油除锈的配方为：盐酸：300ml/L，六次甲基四氨：4g/L，OP-10乳化剂：1.5g/L，水：余量； 

(2)第一次水洗，处理时间为自水注满机载油箱起10分钟； 

(3)镍磷化学镀，镍磷化学镀的处理温度为90℃，施镀时间为自镍磷化学镀液注满机载油箱且温度达到90℃时起1小时；镍磷化学镀配方为：硫酸镍：122g/L，次磷酸钠：25g/L，柠檬酸：12g/L，乳酸：22ml/L，乙酸铵：122g/L，Pb²⁺：0.25mg/L，PH值：5.0； 

(4)镍磷锌化学镀，镍磷锌化学镀的处理为温度：95℃，施镀时间为自镍磷锌化学镀液注满机载油箱且温度达到95℃时起1小时；镍磷锌化学镀配方为：硫酸镍：18g/L，次磷酸钠：35g/L，硫酸锌：6g/L，乙酸铵：22g/L，乳酸：45ml/L，乙二胺四乙酸：8g/L，氢氧化钠：20g/L，用氨水调节PH值为8.5。 

(5)第二次水洗，处理时间为自水注满机载油箱起10分钟； 

(6)热处理，热处理温度为250℃，保温时间为0.5小时。 

通过上述化学除油除锈——第一次水洗——镍磷化学镀——镍磷锌化学镀——第二次水洗——热处理过程，将机载油箱直接放于加热炉内实现化学镀时的加热和镀后的热处理，在机载油箱内表面获得耐蚀性能和结合性能良好的阳极型化学镀层。 

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。 

Claims (9)

1.一种机载油箱内表面防护的化学镀强化方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)化学除油除锈，处理时间为自除油除锈液注满机载油箱起8-10分钟；化学除油除锈的配方为：盐酸：300-400ml/L，六次甲基四氨：3-5g/L，OP-10乳化剂：1-2g/L，水：余量；

(2)第一次水洗，处理时间为自水注满机载油箱起8-10分钟；

(3)镍磷化学镀，镍磷化学镀的处理温度为80-90℃，施镀时间为自镍磷化学镀液注满机载油箱且温度达到80-90℃时起1-1.5小时；镍磷化学镀配方为：硫酸镍：18-22g/L，次磷酸钠：20-26g/L，柠檬酸：8-12g/L，乳酸：18-22ml/L，乙酸铵：18-22g/L，Pb²⁺：0.1-0.25mg/L，PH值：4.5-5.0；

(4)镍磷锌化学镀，镍磷锌化学镀的处理为温度：90-95℃，施镀时间为自镍磷锌化学镀液注满机载油箱且温度达到90-95℃时起0.5-1小时；镍磷锌化学镀配方为：硫酸镍：10-18g/L，次磷酸钠：35-45g/L，硫酸锌：5-7g/L，乙酸铵：18-22g/L，乳酸：35-45ml/L，乙二胺四乙酸：8-12g/L，氢氧化钠：20-26g/L，用氨水调节PH值为8-8.5；

(5)第二次水洗，处理时间为自水注满机载油箱起8-10分钟；

(6)热处理，热处理温度为150℃～250℃，保温时间为0.5～1.5小时。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

步骤(1)所述的化学除油除锈的处理温度为常温；步骤(2)第一次水洗的处理温度为常温；步骤(5)第二次水洗的处理温度为常温；步骤(6)所述热处理的温度为200℃，保温时间为1小时。

3.实现权利要求1或2所述的方法的装置，其特征在于所述装置的构成如下：软管一的一端与贮液槽的排出管相接，贮液槽的排出管上有阀门一控制液体的开与关；软管一的另一端与三通管一的一端相接；三通管一的第二端与复合管一的一端相接，复合管一的另一端与抽液泵的一端相接，抽液泵的另一端通过复合管二与软管二的一端相接；软管二的另一端与机载油箱的底部管道相接；机载油箱的顶部管道通过软管三与复合管三的一端相接，复合管三的另一端与三通管二的一端相接，三通管二的第二端与补液管相接，补液管上有阀 门二控制补液管的通与关；三通管二的第三端与复合管四的一端相接，复合管四的另一端与三通管一的第三端相接，复合管四上有阀门三控制复合管四的通与关；所述机载油箱放在加热炉内。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于：所述加热炉内有加热管和保温层，温度在0-300℃可调；该加热炉由固定的未封顶的主体部分和可移动的绝热板构成；主体部分由外、中、内三层组成：外层为金属，中层为保温岩棉，内层为耐温砖；主体部分内部分布有加热管；绝热板由两层组成：外层是金属，里层为保温岩棉；绝热板上装有温度传感器，温度传感器上的电信号控制加热炉的电源开关，从而控制加热管的通电与断电。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：所述的软管一、软管二、软管三的材料为能耐温100℃的塑料。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：所述的复合管一、复合管二、复合管三、复合管四是内衬塑料的钢塑或铝塑复合管。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于：所述的三通管一和三通管二的材料为塑料。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于：所述的抽液泵为耐酸腐蚀的正/反转抽液泵。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于：所述贮液槽是由四个结构相同的液体存槽构成，分别盛装除油除锈液、水、镍磷化学镀液、镍磷锌化学镀液，软管一与其中的任意一个液体存槽连接。 

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