CN102703910A - 降低氢脆的热加工工艺方法 - Google Patents

Abstract

一种降低氢脆的热加工工艺方法，包括无水乙醇清洗—100℃烘干—真空热处理净化—多用途浓缩清洁剂超声波清洗—热水洗—自来水洗三道—氯化钠水溶液超声波活化—纯水洗三道—化学镀镍—自来水清洗三道—纯水洗三道—甩干—烘干—镀后真空热处理—浸涂固体润滑剂固化。在本发明的整个工艺流程中，由于采用了真空热处理净化、有机除油、中性盐活化、化学镀镍和镀后真空热处理等工艺方法，完全避开了传统的强碱性除油、强酸洗和电化学镀等易析氢的工艺过程，大大降低了产生氢脆的可能性。

Description

降低氢脆的热加工工艺方法

技术领域

本发明涉及热加工工艺，特别是涉及一种降低氢脆的热加工工艺方法。

背景技术

氢脆是一种由于氢渗入金属内部导致金属损伤，从而使金属材料在低于材料屈服强度的静应力作用下发生延迟断裂的现象。汽车关键零部件大都选用高强度钢制造，高强度钢的选用减轻了汽车的重量，但强度增大使材料韧性降低，随之而来的是对缺口、氢脆及应力腐蚀等问题更加敏感。

现阶段高强度钢的热处理工序是在普通箱式炉中进行的，表面容易氧化、脱碳。如果表面的油脂不能完全清洗干净，加热后零件表面容易发生积碳，这些都会导致镀前酸洗量增大，容易造成基体在清洗的过程中大量渗氢且不易析出，因此如何降低氢脆的析氢处理工艺越来越被重视。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种降低氢脆的热加工工艺方法。

本发明提供的降低氢脆的热加工工艺方法，包括清洗，真空热处理净化，化学镀镍以及镀后真空热处理。

根据本发明的一个实施例，所述清洗的步骤包括无水乙醇清洗，所述无水乙醇清洗的步骤位于真空热处理净化的步骤之前。

根据本发明的一个实施例，所述真空热处理净化是在真空度为5×10^-3Pa的条件下，以280℃的温度加热35分钟，并保温55分钟后随炉冷却。

根据本发明的一个实施例，所述清洗的步骤包括超声波清洗，所述超声波清洗的步骤位于真空热处理净化的步骤和化学镀镍的步骤之间。

根据本发明的一个实施例，所述超声波清洗的步骤是以浓度为5%的有机清洁剂水溶液清洗12～18分钟。

根据本发明的一个实施例，所述方法还包括超声波活化，所述超声波活化的步骤位于超声波清洗的步骤和化学镀镍的步骤之间。

根据本发明的一个实施例，所述超声波活化的步骤中活化液为5% 的氯化钠水溶液，活化时长为12～18分钟。

根据本发明的一个实施例，所述化学镀镍的步骤中镀液的成分包括硫酸镍、次亚磷酸钠、柠檬酸钠和丁二酸，所述镀液中含镍量为5.6g/ L，温度为83～95℃，pH值为4.6～5.0。

根据本发明的一个实施例，所述镀液中硫酸镍的浓度为3g/L，次亚磷酸钠的浓度为20g/L，柠檬酸钠的浓度为15g/L，丁二酸的浓度为5g/L。

根据本发明的一个实施例，所述镀后真空热处理是在真空度5×10^-3Pa的条件下，以280℃的温度加热50分钟，并保温55分钟后，随炉冷却到80℃以下出炉。

在本发明的整个工艺流程中，由于采用了真空热处理净化、有机除油（多用途浓缩清洁剂超声波清洗）、中性盐活化（氯化钠水溶液超声波活化）、化学镀镍和镀后真空热处理等工艺方法，完全避开了传统的强碱性除油、强酸洗和电化学镀等易析氢的工艺过程，大大降低了产生氢脆的可能性。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1所示为本发明降低氢脆的热加工工艺方法的流程图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的降低氢脆的热加工工艺方法其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

本发明的关键点和欲保护点是真空热处理净化、化学镀镍以及镀后真空热处理的新工艺方法。

图1所示为本发明降低氢脆的热加工工艺方法的流程图。如图1所示，本发明的降低氢脆的热加工工艺方法包括如下步骤：

无水乙醇清洗，将零件表面的有机杂质溶于无水乙醇中，洗掉零件表面的有机杂质。

烘干，在100℃的温度下烘干零件表面的无水乙醇。

真空热处理净化，在真空度5×10^-3Pa的条件下，以280℃的温度加热35分钟，并保温55分钟后，随炉冷却至室温。真空热处理净化既可消除冷成形引起的加工应力，又可避免零件表面的氧化和脱碳，并可利用高真空下零件表面的有机污物易产生分解、挥发的特性而对零件进行净化和除气，使热处理后零件的表面比较干净。

超声波清洗，以浓度为5%的多用途浓缩清洁剂（例如丙酮、酒精等有机物）水溶液清洗12～18分钟。

热水洗，洗去零件表面杂物。

自来水洗三道，进一步清洗零件表面。

超声波活化，以浓度为5% 的氯化钠水溶液作为活化液，进行时长为12～18分钟的超声波活化，以增强零件表面的吸附性能。 

纯水洗三道，洗去零件表面杂物。

化学镀镍，利用次磷酸盐（例如次磷酸钠）作还原剂，使镍、磷沉积在经活化的零件表面上，形成镍磷合金镀层。化学镀镍时，镀液成分包括硫酸镍、还原剂次亚磷酸钠以及添加剂柠檬酸钠和丁二酸，其中硫酸镍的浓度为3g/L，次亚磷酸钠的浓度为20g/L，柠檬酸钠的浓度为15g/L，丁二酸的浓度为5g/L，并保证镀液中含镍量为5.6g/ L，镀液温度为83～95℃，镀液pH值为4.6～5.0。

自来水清洗三道。

纯水洗三道。

甩干。

烘干。

镀后真空热处理，在真空度5×10^-3Pa的条件下，以280℃的温度加热50分钟，并保温55分钟后，随炉冷却到80℃以下出炉，以消除基体及镀层中残留的氢和内应力，并且，热处理过程中，镀层与基体的金属原子发生扩散，其结合方式由化合层结合逐步向原子间的金属键结合过渡，提高了镀层与基体的结合力。

浸涂固体润滑剂固化，在零件表面浸涂固体润滑剂，保护零件表面。

在本发明中，由于真空热处理净化可以避免零件表面的氧化和脱碳，并可利用高真空下零件表面的有机污物易产生分解、挥发而对零件进行净化和除气，洁净零件表面，因而，在电镀前处理时就可以避免强碱性除油和强酸洗，仅用有机清洁剂除油和中性盐溶液活化即可，从而极大地改善了高强度薄壁弹性零件基体严重渗氢的问题。

综上所述，在本发明的整个工艺流程中，由于采用了真空热处理净化、有机除油（多用途浓缩清洁剂超声波清洗）、中性盐活化（氯化钠水溶液超声波活化）、化学镀镍和镀后真空热处理等工艺方法，完全避开了传统的强碱性除油、强酸洗和电化学镀等易析氢的工艺过程，大大降低了产生氢脆的可能性。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种降低氢脆的热加工工艺方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：

清洗；

真空热处理净化；

化学镀镍；以及

镀后真空热处理。

2.如权利要求1所述的降低氢脆的热加工工艺方法，其特征在于，所述清洗的步骤包括无水乙醇清洗，所述无水乙醇清洗的步骤位于真空热处理净化的步骤之前。

3.如权利要求1所述的降低氢脆的热加工工艺方法，其特征在于，所述真空热处理净化是在真空度为5×10^-3Pa的条件下，以280℃的温度加热35分钟，并保温55分钟后随炉冷却。

4.如权利要求1所述的降低氢脆的热加工工艺方法，其特征在于，所述清洗的步骤包括超声波清洗，所述超声波清洗的步骤位于真空热处理净化的步骤和化学镀镍的步骤之间。

5.如权利要求4所述的降低氢脆的热加工工艺方法，其特征在于，所述超声波清洗的步骤是以浓度为5%的有机清洁剂水溶液清洗12～18分钟。

6.如权利要求4所述的降低氢脆的热加工工艺方法，其特征在于，所述方法还包括超声波活化，所述超声波活化的步骤位于超声波清洗的步骤和化学镀镍的步骤之间。

7.如权利要求6所述的降低氢脆的热加工工艺方法，其特征在于，所述超声波活化的步骤中活化液为5% 的氯化钠水溶液，活化时长为12～18分钟。

8.如权利要求1所述的降低氢脆的热加工工艺方法，其特征在于，所述化学镀镍的步骤中镀液的成分包括硫酸镍、次亚磷酸钠、柠檬酸钠和丁二酸，所述镀液中含镍量为5.6g/ L，温度为83～95℃，pH值为4.6～5.0。

9.如权利要求8所述的降低氢脆的热加工工艺方法，其特征在于，所述镀液中硫酸镍的浓度为3g/L，次亚磷酸钠的浓度为20g/L，柠檬酸钠的浓度为15g/L，丁二酸的浓度为5g/L。

10.如权利要求1所述的降低氢脆的热加工工艺方法，其特征在于，所述镀后真空热处理是在真空度5×10^-3Pa的条件下，以280℃的温度加热50分钟，并保温55分钟后，随炉冷却到80℃以下出炉。

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