CN102465325A

CN102465325A - 一种恒电流密度在钨合金表面直接镀硬铬的方法

Info

Publication number: CN102465325A
Application number: CN201010548076XA
Authority: CN
Inventors: 冯明
Original assignee: Guizhou Aerospace Fenghua Precision Equipment Co Ltd
Current assignee: Guizhou Aerospace Fenghua Precision Equipment Co Ltd
Priority date: 2010-11-18
Filing date: 2010-11-18
Publication date: 2012-05-23

Abstract

本发明公开了一种恒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和添加剂DL-8：3～5g/l，温度53～57℃，电流密度45A/dm²，电镀25～35秒即得，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

一种恒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，特别是涉及一种恒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，提供一种恒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：

本发明恒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和添加剂DL-8（由四川瑞丰恒科技有限公司生产）：3～5g/l，温度53～57℃，电流密度45A/dm²，电镀25～35秒即得。

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。可采用如下之一的配方和参数：

（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：W₉₅Ni₃Fe合金零件表面镀硬铬

（1）除油：除油槽必须保持清洁、干净、表面不允许有油污，若零件油污较重，可用汽油等有机溶剂浸泡、清洗预除油，再把零件浸入50～60℃的40～60g/l的脱脂剂中15～20min，取出后用热水、冷水清洗（注：高钨合金零件严禁阳极电化学除油）。

（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。除油后的零件在室温下浸入150～200g/l的HNO₃溶液中3～5min，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硝酸根或氟离子带入镀铬槽，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：镀铬的冲击电流密度为45A/dm²，是正常的2～3倍，镀铬时间为30秒，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 添加剂 DL-8 3～5g/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，表明镀层与基体结合良好，满足设计要求。

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）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。

Cr0₃ 180～220g/l H₂SO₄ 1.8～2.2g/l

Cr³⁺ 3～8g/l 添加剂 DL-8 3～5g/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

1.一种恒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和添加剂DL-8：3～5g/l，温度53～57℃，电流密度45A/dm²，电镀25～35秒即得。

2.按照权利要求1所述恒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所述恒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。