CN102748391A - 轴瓦的表面无铅电镀减摩层及电镀工艺方法 - Google Patents

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盛生威
艾忠群
田建元
周永红
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Abstract

本发明提出了轴瓦的表面无铅电镀减摩层及电镀工艺方法。所述的轴瓦的表面无铅电镀减摩层，基材表面第一层为1～3um的镍栅层，第二层为5～6um的SnNi合金层，其中各元素质量比为：锡25～35%，镍65～75%；第三层是15～20um的SnCu6合金层，其中各元素质量比为：铜5～7%，锡余量。轴瓦的表面无铅电镀减摩层电镀工艺方法要点在于：超声波除油、电化学除油、酸洗、电镀镍栅层、电镀SnNi合金层、电镀SnCu6合金层、闪镀锡层。本发明增加了SnNi合金层，表层SnCu6合金层取消铅元素后，镀层硬度会由原来的13～15HV提高到22～25HV，耐磨损强度会随之提高。由于取消了铅，镀层也符合环保要求。

Description

轴瓦的表面无铅电镀减摩层及电镀工艺方法
技术领域
本发明涉及内燃机轴瓦内表面电镀减摩层，尤其是轴瓦的表面无铅电镀减摩层及电镀工艺方法。
背景技术
传统的轴瓦表面减摩层，经过不断的改进完善，基本上已定型为先在轴瓦的内表面电镀1～3um的镍栅层，然后再电镀PbSn10Cu2合金层或PbSn18Cu2合金层，最后表面闪镀锡层。近年新研发的四元合金减摩层，不同的是在三元减摩层中融入了铟元素，从而提高轴瓦的抗疲劳强度。二者的设计思路，均以镍作为栅层，栅层表面覆盖减摩层，栅层用以防止三元镀层里的锡向基体扩散降低轴瓦的使用性能，属于双电镀层。
目前的国轴瓦表面减摩层，都是含铅合金减摩层，在人们对环保更为重视的今天，铅会对环境造成污染，铅镀层耐腐蚀性较差。
发明内容
为了环保，提高表面电镀减摩层的耐腐蚀性能，本发明提出轴瓦的表面无铅电镀减摩层及电镀工艺方法。
本发明的技术方案为：
轴瓦的表面无铅电镀减摩层，在结构上从基材表面向外分为三层，基材表面第一层为1～3um的镍栅层，其特征在于：第二层为5～6um 的SnNi合金层，其中各元素质量比为：锡25～35%，镍65～75%；第三层是15～20 um 的SnCu6合金层，其中各元素质量比为：铜5～7%，锡余量。
轴瓦的表面无铅电镀减摩层电镀工艺方法，具体步骤如下：
（1）、超声波除油；  
（2）、电化学除油 ；
（3）、酸洗；
（4）、电镀镍栅层；
（5）、电镀SnNi合金层：采用的电镀液的成分：氯化亚锡为25～30g/L,氯化镍为30～35g/L, 焦磷酸钾为180～220g/L，氨基乙酸为20g/L，其余为水；技术条件：电镀液的pH值控制在7.5～8.5，电流密度为0.5～1.5 A/dm2，温度为45～50℃，电镀时间控制在8至10分钟；
（6）、电镀SnCu6合金层：采用的电镀液的成分：甲基磺酸亚锡为50～75g/L，甲基磺酸铜 为5～7g/L，甲基磺酸为100～200g/L，蛋白胨为0.5～2g/L，对苯二酚为3～4g/L，其余为水；技术条件：电流密度为1.2～3.5A/dm2，温度为 20～30℃，电镀时间 12～20 分钟；
（7）、闪镀锡层。 
有益效果：本发明的中间增加了SnNi合金层，表层SnCu6合金层取消铅元素后，镀层硬度会由原来的13～15HV提高到22～25HV，耐磨损强度会随之提高。由于取消了铅，镀层也符合环保要求。
具体实施方式
实施例1：轴瓦的表面无铅电镀减摩层，在结构上从基材表面向外分为三层，基材表面第一层为1～3um的镍栅层，第二层为5～6um 的SnNi合金层，其中各元素质量比为：锡25～35%，镍65～75%；第三层是15～20 um 的SnCu6合金层，其中各元素质量比为：铜5～7% ，锡余量。
上述轴瓦的表面无铅电镀减摩层电镀工艺方法如下：具体步骤如下：
（1）、超声波除油：产品经前工序流转至电镀工序时，首先经过超声波除油，除去产品在机械加工过程中沾染上的油渍污迹；超声波除油剂使用DSL-3.5环保型除油剂，工作温度控制在25至35℃，清洗时间3至5分钟；
（2）、电化学除油：采用的除油液的成分：磷酸钠为60～70g/L，碳酸钠为60～70g/L，氢氧化钠为10～15g/L，其余为水；技术条件：电流密度为2～5A/dm2，除油时间为3～5分钟；
（3）、酸洗；
（4）、电镀镍栅层：采用的电镀液的成分：硫酸镍(NiS04·6H20)为80～150g/L，氯化镍(NiCl2·6H2O)为40～50g/L，硼酸为30～40g/L，其余为水；技术条件：电镀液的pH值控制范围3～4，温度为45～50℃，电流密度为0.8～1.5 A/dm2，电镀时间控制在4至8分钟；
（5）、电镀SnNi合金层：采用的电镀液的成分：氯化亚锡为25～30g/L，氯化镍为30～35g/L， 焦磷酸钾为180～220g/L，氨基乙酸为20g/L，其余为水；技术条件：电镀液的pH值控制在7.5～8.5；电流密度为0.5～1.5A/dm2，温度为45～50℃，电镀时间控制在8至10分钟；
（6）、电镀SnCu6合金层：采用的电镀液的成分：甲基磺酸亚锡为50～75g/L，甲基磺酸铜为5～7g/L，甲基磺酸为100～200g/L，蛋白胨为0.5～2g/L，对苯二酚为3～4g/L，其余为水；技术条件：电流密度为 1.2～3.5A/dm2，温度为20～30℃，电镀时间12～20分钟；
（7）、闪镀锡层：采用的电镀液的成分：氟硼酸亚锡为15～20 g/L，硼酸为20～30 g/L，对苯二酚为2～3g/L，明胶为2～3g/L，其余为水；技术条件：电流密度为0.4～0.7A/dm2，温度为20～35℃，电镀时间控制在2至5分钟。
 在以上所述中，发明点在于：a、SnNi合金层及SnCu6合金层；b、为了实现SnNi合金层及SnCu6合金层，采用的步骤（5）和步骤（6）。
步骤（7）完成的闪镀锡层，是为了在整个轴瓦上表面形成防锈层（锡层），防锈层（锡层）不是无铅电镀减摩层的一部分。

Claims (2)

1.轴瓦的表面无铅电镀减摩层，在结构上从基材表面向外分为三层，基材表面第一层为1～3um的镍栅层，其特征在于：第二层为5～6um 的SnNi合金层，其中各元素质量比为：锡25～35%，镍65～75%；第三层是15～20 um 的SnCu6合金层，其中各元素质量比为：铜5～7% ，锡余量。
2.轴瓦的表面无铅电镀减摩层电镀工艺方法，具体步骤如下：
（1）、超声波除油；  
（2）、电化学除油 ；
（3）、酸洗；
（4）、电镀镍栅层；
（5）、电镀SnNi合金层：采用的电镀液的成分：氯化亚锡为25～30g/L,氯化镍为30～35g/L, 焦磷酸钾为180～220g/L，氨基乙酸为20g/L，其余为水；技术条件：电镀液的pH值控制在7.5～8.5，电流密度为0.5～1.5 A/dm2，温度为45～50℃，电镀时间控制在8至10分钟；
（6）、电镀SnCu6合金层：采用的电镀液的成分：甲基磺酸亚锡为50～75g/L，甲基磺酸铜为5～7g/L，甲基磺酸为100～200g/L，蛋白胨为0.5～2g/L，对苯二酚为3～4g/L，其余为水；技术条件：电流密度为 1.2～3.5A/dm2，温度 20～30℃，电镀时间 12～20 分钟；
（7）、闪镀锡层。
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