CN102465324A - 一种变电流密度在钨合金表面直接镀硬铬的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种变电流密度在钨合金表面直接镀硬铬的方法：钨合金清除油污、酸洗、中和、活化后镀硬铬，镀铬液配方：Cr03180～220g/l、H2SO41.8～2.2g/l、Cr3+3～8g/l，镀铬温度53～57℃，起始电流密度为5A/dm2，每隔5min增加5A/dm2，直到45A/dm2，即得，与现有技术相比，本发明不经过特殊、复杂的前处理工序，减少了对环境的污染，提高了零件的一次合格率，所得镀层结晶细致、硬度高、耐磨，颜色呈光亮淡青的银白色，并且结合力良好，在使用过程中镀层无起泡、起皮、脱落现象，适用于含钨较高的钨合金材料镀硬铬。

Description

一种变电流密度在钨合金表面直接镀硬铬的方法
技术领域
本发明涉及表面处理技术领域，特别是涉及一种变电流密度在钨合金表面直接镀硬铬的方法。
背景技术
钨合金具有很高的密度（大于18.5g/ml），正因为密度很大，在一些特殊领域具有特殊功能。如在很小的空间利用物体的运动来配重达到平衡的零件，钨合金是首选的材料。但钨合金本身不耐磨，需要镀一种耐磨材料来增加它的耐磨性。但钨合金性质比较特殊，一般的化学镀层或电镀镀层与钨合金基体材料的结合力很差，容易起皮脱落，达不到耐磨的效果，很难找到合适的镀层。通过相关化学资料查阅，钨元素与铬元素处于元素周期表同一副族，应该具有相似的化学性质，而硬铬层的硬度很高，耐磨性很好，镀硬铬是耐磨材料的首选。但钨合金基体与铬镀层之间的结合性能较差，钨合金表面需要经过特殊处理才能镀铬。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种变电流密度在钨合金表面直接镀硬铬的方法，该方法通过创新性的参数控制，可以成功的在钨合金表面直接镀硬铬。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：
    本发明变电流密度在钨合金表面直接镀硬铬的方法：钨合金清除油污、酸洗、中和、活化后镀硬铬，镀铬液配方：Cr03 180～220g/l、H2SO4 1.8～2.2g/l、Cr3+ 3～8 g/l，镀铬温度53～57℃，起始电流密度为5A/dm2，每隔5min增加5A/dm2，直到45A/dm2，即得。
上述方法中所述活化是将钨合金在25～50g/l的H2SO4溶液中在室温下活化0.5～2分钟，活化后的钨合金用去离子水清洗。
上述技术方案中，钨合金采用化学方法清除油污。具体可采用如下方法：
（1）在50～60℃下，置于40～60g/l的102脱脂剂中15～20min；
（2）在40～50℃下，置于6～12g/l的超声波用脱脂剂XL-5中超声清除油污5～10min；
（3）在40～60℃下，置于如下配方的除油剂中20～30min：
NaOH 20～30g/l、Na3PO4 20～40g/l、Na2CO3 40～60g/l、Na2SiO3 20～30g/l。
除油时，若钨合金零件油污较重，可用汽油等有机溶剂浸泡、清洗预除油，再把零件放入上述除油液中除油。
除油后的零件经热水、冷水清洗后转入酸洗工序，采用如下之一的方法进行酸洗：
（1）在室温下，置于150～200g/l的HNO3溶液中3～5min；
（2）在室温下，置于150～200g/l的HF溶液中3～5min；
（3）在室温下，置于75～100g/l的HNO3溶液＋75～100g/l的HF溶液中3～5min；
（4）在室温下，置于200～300g/l的HCl溶液中5～10min；
（5）在室温下，置于150～200g/l的H2SO4溶液中5～10min；
酸洗后的钨合金零件经冷水清洗干净后再用碱进行中和，中和方法如下：
在室温下，将零件浸入5～10g/l的NaOH溶液中0.5～1min。
与现有技术相比，本发明不经过特殊、复杂的前处理工序，减少了对环境的污染，提高了零件的一次合格率，所得镀层结晶细致、硬度高、耐磨，颜色呈光亮淡青的银白色，并且结合力良好，在使用过程中镀层无起泡、起皮、脱落现象，适用于含钨较高的钨合金材料镀硬铬。
具体实施方法
实施例1：
（1）除油：除油槽必须保持清洁、干净、表面不允许有油污，有条件的可以先进行普通化学除油，再进行超声波除油，经常更换除油槽。（注：严禁用阳极电化学除油，否则会腐蚀基体）化学除油的配方和参数如下：
NaOH      20～30g/l        Na3PO4    20～40g/l
Na2CO3    40～60g/l        Na2SiO3    20～30g/l
温度     40～60℃         时间      20～30min
除油后的零件用热水、冷水清洗干净。
（2）酸洗：酸洗槽需要保持干净，表面不允许有油污，否则油污会形成二次污染，降低镀层和基体的结合力，根据零件加工后时间的长短，若时间较长，可适当增加酸的浓度或延长酸洗时间，另加缓蚀剂3～5g/l，效果更好。除油后的零件在室温下浸入200～300g/l的HNO3溶液中5～10min，酸洗后的零件用冷水清洗干净。
（3）中和：酸洗后的零件不经中和会把有害的氯离子带入镀铬槽，所以酸洗后的钨合金零件在室温下用5～10g/l的NaOH溶液浸泡0.5～1min，用热水、冷水清洗干净。
（4）活化：活化的目的是增加镀层和基体的结合力，中和后的零件在室温下用25～50g/l的硫酸溶液活化0.5～2min，活化后的零件用去离子水清洗。
（5）镀铬：镀铬的起始电流密度为5A/dm2，每隔5min增加5A/dm2，直到正常电流密度50A/dm2，镀铬温度55±2℃，镀铬液配方如下：
Cr03    180～220g/l        H2SO4    1.8～2.2g/l
Cr3+    3～8g/l
（6）结合力试验：将钨合金镀硬铬后的零件加热到220℃，保温3h，然后迅速投入20℃的水中，检查试样，镀层无起泡、起皮、脱落现象，用其它方法试验结合力，得到相同的结果。
实施例2：
（1）除油：除油槽必须保持清洁、干净、表面不允许有油污，有条件的可以先进行普通化学除油，再进行超声波除油，经常更换除油槽。（注：严禁用阳极电化学除油，否则会腐蚀基体）化学除油的配方和参数如下：
NaOH      20～30g/l        Na3PO4    20～40g/l
Na2CO3    40～60g/l        Na2SiO3    20～30g/l
温度     40～60℃         时间      20～30min
然后采用超声波除油：
超声波用脱脂剂XL-5    6～12g/l
温度  40～50℃      时间  5～10min
除油后的零件用热水、冷水清洗干净。
（2）酸洗：酸洗槽需要保持干净，表面不允许有油污，否则油污会形成二次污染，降低镀层和基体的结合力，根据零件加工后时间的长短，若时间较长，可适当增加酸的浓度或延长酸洗时间，另加缓蚀剂3～5g/l，效果更好。除油后的零件在室温下浸入200～300g/l的HCl溶液中5～10min，酸洗后的零件用冷水清洗干净。
（3）中和：酸洗后的零件不经中和会把有害的氯离子带入镀铬槽，所以酸洗后的钨合金零件在室温下用5～10g/l的NaOH溶液浸泡0.5～1min，用热水、冷水清洗干净。
（4）活化：活化的目的是增加镀层和基体的结合力，中和后的零件在室温下用25～50g/l的硫酸溶液活化0.5～2min，活化后的零件用去离子水清洗。
（5）镀铬：镀铬的起始电流密度为5A/dm2，每隔5min增加5A/dm2，直到正常电流密度45A/dm2，镀铬温度55±2℃，镀铬液配方如下：
Cr03    180～220g/l        H2SO4    1.8～2.2g/l
Cr3+    3～8g/l
（6）结合力试验：将钨合金镀硬铬后的零件加热到220℃，保温3h，然后迅速投入20℃的水中，检查试样，镀层无起泡、起皮、脱落现象，用其它方法试验结合力，得到相同的结果。

Claims (3)

1.一种变电流密度在钨合金表面直接镀硬铬的方法，其特征在于：钨合金清除油污、酸洗、中和、活化后镀硬铬，镀铬液配方：Cr03 180～220g/l、H2SO4 1.8～2.2g/l、Cr3+ 3～8 g/l，镀铬温度53～57℃，起始电流密度为5A/dm2，每隔5min增加5A/dm2，直到45A/dm2，即得。
2.按照权利要求1所述变电流密度在钨合金表面直接镀硬铬的方法，其特征在于：所述活化是将钨合金在25～50g/l的H2SO4溶液中在室温下活化0.5～2分钟，活化后的钨合金用去离子水清洗。
3.按照权利要求1所述变电流密度在钨合金表面直接镀硬铬的方法，其特征在于：钨合金采用化学方法清除油污。
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