CN101498014A - 金属表面抗磨镀层电镀工艺 - Google Patents

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Abstract

一种金属表面抗磨镀层的电镀工艺，将经过镀前处理的金属工件放置到60～80℃配好的电镀液中，在电镀过程中保持pH稳定在7.8～8.4范围内，电流密度为4～9A/dm2，所述配好的电镀液的配制过程为：将电镀液的组成成分按照硫酸镍30－100g/L、钨酸钠40－65g/L、柠檬酸铵80－100g/L、糖精0.5－2g/L和1，4－丁炔二醇0.5－2.5g/L的加入顺序混合搅拌均匀，再用水稀释到电镀槽规定量，用浓氨水调pH到7.8～8.4范围，然后在1－2A/dm2电流密度下电解至少6小时。本发明采用电镀工艺在金属表面上沉积成耐磨镀层，无废水排放，不对环境产生污染。

Description

金属表面抗磨镀层电镀工艺
技术领域
本发明属于电镀技术领域，特别涉及一种金属表面抗磨镀层电镀工艺。
背景技术
金属表面耐磨防腐，多年来一直依赖于化学镀硬铬和电镀硬铬。两种方法能耗高，污染严重，产生大量含铬离子的废水。排放后对河流特别对地下水源造成严重污染。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种金属表面抗磨镀层电镀工艺，镀层耐磨性高于硬铬镀层，而且生产过程无环境污染。
本发明金属表面抗磨镀层的电镀工艺，是将经过镀前处理的金属工件放置到60～80℃配好的电镀液中，在电镀过程中保持pH稳定在7.8～8.4范围内，电流密度为4～9A/dm2，所述配好的电镀液的配制过程为：将电镀液的组成成分按照硫酸镍30—100g/L、钨酸钠40—65g/L、柠檬酸铵80—100g/L、糖精0.5—2g/L和1，4-丁炔二醇0.5—2.5g/L的加入顺序混合搅拌均匀，再用水稀释到电镀槽规定量，用浓氨水调pH到7.8～8.4范围，然后在1-2A/dm2电流密度下电解至少6小时。
本发明采用电镀法将镍钨合金代替硬铬，无环境污染，且金属表面的耐磨性高于硬铬镀层。
所述电镀液优选的组成为：硫酸镍30g/L、钨酸钠65g/L、柠檬酸铵100g/L、糖精1g/L和1，4-丁炔二醇0.5g/L。是指每升水溶液中含有硫酸镍30g、钨酸钠65g、柠檬酸铵100g、糖精1g、1，4-丁炔二醇0.5g。
电镀阳极选用耐腐性强的不锈钢材料。电镀速度优选为2～4μm/h，镀层厚度一般在20～25μm，或根据要求而定。
在电镀之前应对金属工件进行表面处理以去除油和去污。可以按照金属表面常规的去油、去污方式进行镀前处理，本发明优选采用如下处理方式：
金属工件的镀前处理依次经过如下处理步骤：将金属工件固定在夹具上、电解除油、用高度酸活化金属工件表面、粗化处理(用砂纸或钢丝刷轮去除表面粗糙的附着物)、化学除油(用碱液清除油污及污物)、自来水清洗、电解除油、自来水清洗、酸活化(利用酸对金属表面腐蚀溶解作用，清除油污及氧化物)、自来水清洗、超声波清洗和去离子水清洗。各处理步骤均按照公知技术方式，采用以上各处理步骤是为了更好去除金属表面的油污及污物。
电镀完成后可对镀层表面进行热处理、按照常规方式抛光去除氧化膜，再用机械法抛光去除低硬度氧化膜，所述热处理温度控制在550—520℃，保温1—2小时。
本发明的优点：
本发明采用电镀工艺在金属表面上沉积成耐磨镀层，无废水排放，不对环境产生污染。镀层显微硬度1000-1250HV，耐磨性和摩擦系数高于镀硬铬。经珩磨机研磨试验，耐磨损量和镀硬铬相比高1.2—1.4倍，电镀硬铬所需电流密度20—40A/dm2，本发明电流密度4—9A/dm2。
具体实施方式
实施例1：
(1)金属工件进行镀前处理：按照常规金属表面的处理方式或安装下述步骤：将金属工件固定在夹具上、电解除油、用酸活化金属表面、粗化处理、化学除油、自来水清洗、电解除油、自来水清洗、酸活化、自来水清洗、超声波清洗和去离子水清洗。各步骤均按照公知技术方式进行。
(2)配制电镀液：硫酸镍30g/L、钨酸钠65g/L、柠檬酸铵100g/L、糖精1g/L和1，4-丁炔二醇0.5g/L，将上述成分按照所需量分别溶解在少量的水中，再按顺序混合搅拌均匀，再用水稀释到镀槽规定量搅拌均匀，然后用浓氨水调PH值到8.0，电流密度1A/dm2电解7小时。
(3)电镀实施过程：将配好的电镀液升温至70℃，电镀的过程中保持PH值稳定在8.0。电流密度6A/dm2。阳极选用耐腐性强的不锈钢材料。电镀速度2μm/h。
在金属工件表面形成光亮的耐磨镀层。镀层厚度23μm。
(4)电镀完成后对镀层表面进行热处理，温度为550℃，保温1—2小时。按照常规方式抛光去除氧化膜，再用机械法抛光去除低硬度氧化膜。镀层显微硬度1220HV。
经珩磨机研磨对比试验，结果为：
带有本发明镀层的金属工件，研磨5分钟，磨损9.03μm，11分钟磨损12.51μm，见基层。
带有电镀硬铬镀层的金属工件，镀层厚度23μm，研磨5分钟，磨损12.75μm，9分钟后磨损22.95μm，见基层。
实施例2：
(1)同实施例1。
(2)配制电镀液：硫酸镍60g/L、钨酸钠40g/L、柠檬酸铵90g/L、糖精2g/L和1，4-丁炔二醇1g/L，将上述成分按照所需量量分别溶解在少量的水中，再按顺序混合搅拌均匀，再用水稀释到镀槽规定量搅拌均匀，然后用浓氨水调PH值到7.8，电流密度2A/dm2电解8小时。
(3)电镀实施过程：将配好的电镀液升温至80℃，电镀的过程中保持PH值稳定在7.8。电流密度8A/dm2。阳极选用耐腐性强的不锈钢材料。电镀速度4μm/h，在金属表面形成光亮的耐磨镀层。镀层厚度25μm。
(4)电镀完成后对镀层表面进行热处理，温度为560℃，保温1—2小时。按照常规方式抛光去除氧化膜，再用机械法抛光去除低硬度氧化膜。镀层显微硬度1100HV。
经珩磨机研磨试验，带有本发明镀层的金属工件，研磨5分钟，磨损11.3μm，11分钟磨损13.3μm，见基层。
实施例3：
(1)同实施例1。
(2)配制电镀液：硫酸镍95g/L、钨酸钠50g/L、柠檬酸铵80g/L、糖精0.5g/L和1，4-丁炔二醇2.5g/L，将上述成分按照所需量量分别溶解在少量的水中，再按顺序混合搅拌均匀，再用水稀释到镀槽规定量搅拌均匀，然后用浓氨水调PH值到8.4，电流密度2A/dm2电解7小时。
(3)电镀实施过程：将配好的电镀液升温至70℃，电镀的过程中保持PH值稳定在8.4。电流密度5A/dm2。阳极选用耐腐性强的不锈钢材料。电镀速度3μm/h，在金属表面形成光亮的耐磨镀层。镀层厚度21μm。
(4)电镀完成后对镀层表面进行热处理，温度为600℃，保温1—2小时。按照常规方式抛光去除氧化膜，再用机械法抛光去除低硬度氧化膜。镀层显微硬度1190HV。
经珩磨机研磨试验，带有本发明镀层的金属工件，研磨5分钟，磨损9.04μm，11分钟磨损11.0μm，见基层。

Claims (3)

1、一种金属表面抗磨镀层的电镀工艺，其特征在于将经过镀前处理的金属工件放置到60～80℃配好的电镀液中，在电镀过程中保持pH稳定在7.8～8.4范围内，电流密度为4～9A/dm2，所述配好的电镀液的配制过程为：将电镀液的组成成分按照硫酸镍30—100g/L、钨酸钠40—65g/L、柠檬酸铵80—100g/L、糖精0.5—2g/L和1，4-丁炔二醇0.5—2.5g/L的加入顺序混合搅拌均匀，再用水稀释到电镀槽规定量，用浓氨水调pH到7.8～8.4范围，然后在1-2A/dm2电流密度下电解至少6小时。
2、根据权利要求1所述的电镀工艺，其特征在于所述电镀液的组成为：硫酸镍30g/L、钨酸钠65g/L、柠檬酸铵100g/L、糖精1g/L和1，4-丁炔二醇0.5g/L。
3、根据权利要求1所述的电镀工艺，其特征在于电镀完成后对镀层表面进行热处理、抛光去除氧化膜，再用机械法抛光去除低硬度氧化膜，所述热处理温度控制在550—620℃，保温1—2小时。
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