CN102839404A - 一种钼材料类工件外圆电镀硬铬的方法 - Google Patents

一种钼材料类工件外圆电镀硬铬的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了钼材料类工件外圆电镀硬铬的方法，包括：吹砂；预镀镍：用去离子水或A级水配制槽液，水质标准为HB5472，水质指标达到A类，在在预镀镍槽总体积50%的槽液中加入200～250g/L氯化镍，使其充分溶解，然后在加入200g/L盐酸用搅拌器搅拌配制的槽液，使其充分混合；电镀硬铬槽液配制：用去离子水或A级水配制槽液、水质标准为HB5472，水质指标达到A类，在镀硬铬槽中加入所需体积的水，再加入230～270g/L铬酐（CrO3）和2.25～2.7g/L硫酸（H2SO4密度为1.84g/mL），使其充分溶解；常规除氢即得。本发明所得产品镀层均匀、结晶细致、结合力良好、硬度高、耐磨。

Description

一种钼材料类工件外圆电镀硬铬的方法
技术领域
本发明涉及金属表面处理技术领域，具体来说涉及一种钼材料类工件外圆电镀硬铬的方法。
 
背景技术
在钼材料工件外圆上进行电镀硬铬层，以形成均匀、结晶细致、结合力良好，硬度高、耐磨及耐腐蚀的镀层一直是航空工业及其它工业领域所期待的。目前，在对普通材料工件外圆进行电镀硬铬时，所采用的是电镀法，是将经过除油、水洗、盐酸腐蚀及水洗干净的钼材料类工件通电下槽浸入硫酸+铬酐的溶液中，工件作为阴极、阳极采用铅锑阳极棒，在45-55℃槽温下进行电镀，使工作表面电镀沉积一层铬层。对于材料为钼的工件采用上述方法进行电镀硬铬时，工件外圆沉积的铬层结合力差，即呈现起皮现象。因而需要一种使得钼材料类工件铬层外观和结合力满足航标HB5067要求的方法。
 
发明内容
本发明的目的在于克服上述缺点而提供一种镀层均匀、结晶细致、结合力良好、硬度高、耐磨的钼材料类工件外圆电镀硬铬的方法。
本发明的一种钼材料类工件外圆电镀硬铬的方法，包括以下步骤：
（1）有机溶剂除油：
（2）吹砂
磨料粒度为150目或更细的水洗石英砂（SiO2），喷枪嘴与零件间距应为40～70mm，压缩空气压力≤0.2MPa；
吹砂时喷枪与零件之间应相对运动，使工件表面均匀的受到磨料喷射加工，吹砂时常取出零件检查其表面吹砂质量，吹砂完毕应保持吹砂表面清洁干净，吹砂间隔与预镀镍时间间隔不得超过2小时。
（3）常规热水洗；
（4）常规冷水洗；
（5）预镀镍
槽液配制：用去离子水或A级水配制槽液，水质标准为HB5472，水质指标达到A类，在预镀镍槽液总体积50%加入200～250g/L氯化镍（NiC1·6H2O），使其充分溶解，然后在加入200 g/L盐酸（密度为1.19g/mL）用搅拌器搅拌配制的槽液，使其充分混合；
阳极板材料选用Ni-1，预镀镍前零件在预镀镍槽中浸1～2分钟，然后通电处理3-5分钟，电流密度7A/dm2，预镀镍槽液温度应为25℃；
（6）冷水洗，水洗后迅速将工件转入电镀铬槽中，转移时间越短越好，确保预镀镍层完全被水覆盖；
（7）电镀硬铬
槽液配制：用去离子水或A级水配制槽液、水质标准为HB5472，水质指标达到A类，在镀硬铬槽中加入所需体积的水，再加入230～270g/L铬酐（CrO3）和2.25～2.7g/L硫酸（H2SO4密度为1.84g/mL），使其充分溶解；
阳极材料选用铅棒，加工前清除阳极棒表面氧化物。工件必须带电转入镀铬槽中，直接以120 A/dm2的电流密度冲击电镀50秒，然后降至正常电流密度55 A/dm2，电镀硬铬槽液温度为55℃，电镀硬铬沉积速度均为10??m/30min；
（8）常规冷水洗
（9）在60℃以上的热水中清洗；
（10）干燥，用热风吹干；
（11）常规除氢即得。
上述的钼材料类工件外圆电镀硬铬的方法，其中：吹砂步骤前视具体情况设有除油工序。
上述的钼材料类工件外圆电镀硬铬的方法，其中：吹砂工序后视工件情况可设碱除油步骤；碱除油槽液主要成分：
　　　　苛性钠（NaOH）              40g/L
        碳酸钠（Na2CO3·10H2O）      25g/L
        磷酸钠 （Na3PO4·12H2O）     25g/L
碱除油采用化学方法，温度：60～70℃，时间：10～15分钟。
本发明与现有技术相比，具有以下明显的优点和有益的效果，从以上技术方案可知：本发明与普通材料电镀硬铬工艺相比，经发明人反复实验验证，采用吹砂+预镀镍+电镀硬铬工艺，为防止镀层起皮，镀铬层厚度不宜太厚，一般镀层厚度（以微米计算）应控制在工件直径（以毫米计算）的10倍以下。能得到理想的铬层，镀层均匀、结晶细致、结合力良好、硬度高、耐磨，镀层厚度在40微米以下时，结合力可以通过机械后续研磨不掉块，且满足航标HB5067要求，该新工艺适用于钼材料类工件，且结合力、硬度和耐磨性高的工件。
本发明的具体实施方式来进一步说明本发明的有益效果。
 
具体实施方式
实施例1
一种工件材料Mo1、直径为ф5ｍｍ、长度为150mm的柱状外圆电镀硬铬的方法，包括以下步骤： 
（1）有机溶剂除油：
（2）吹砂
磨料粒度为150目或更细的水洗石英砂（SiO2），喷枪嘴与零件间距应为40～70mm，压缩空气压力≤0.2MPa；
吹砂时喷枪与零件之间应相对运动，使工件表面均匀的受到磨料喷射加工，吹砂时常取出零件检查其表面吹砂质量，吹砂完毕应保持吹砂表面清洁干净，吹砂间隔与预镀镍时间间隔不得超过2小时。
（3）碱除油
配制槽液主要成分：
　　　　苛性钠（NaOH）              40g/L
        碳酸钠（Na2CO3·10H2O）      25g/L
        磷酸钠 （Na3PO4·12H2O）     25g/L
  碱除油采用化学方法，温度：60～70℃，时间：10～15分钟。
（4）常规热水洗、冷水洗；
（5）预镀镍
槽液配制：用去离子水，水质标准为HB5472，水质指标达到A类，在预镀镍槽液总体积50%加入230g/L氯化镍（NiC1·6H2O），使其充分溶解，然后在加入200 g/L盐酸（密度为1.19g/mL）用搅拌器搅拌配制的槽液，使其充分混合；
阳极板材料选用Ni-1，预镀镍前零件在预镀镍槽中浸1～2分钟，然后通电处理3～5分钟，电流密度7A/dm2，预镀镍槽液温度应为25℃；
（6）冷水洗，水洗后迅速将工件转入电镀铬槽中，转移时间越短越好，确保预镀镍层完全被水覆盖；
（7）电镀硬铬
槽液配制：用A级水配制槽液、水质指标达到A类，在镀硬铬槽中加入所需体积的水，再加入250g/L铬酐（CrO3）和2. 5g/L硫酸（H2SO4密度为1.84g/mL），使其充分溶解；
阳极材料选用铅棒，加工前清除阳极棒表面氧化物。工件必须带电转入镀铬槽中，直接以120 A/dm2的电流密度冲击电镀50秒，然后降至正常电流密度55 A/dm2，电镀硬铬槽液温度为55℃，电镀硬铬沉积速度均为10??m/30min；
（8）常规冷水洗
（9）在60℃以上的热水中清洗；
（10）干燥，用热风吹干；
（11）常规除氢即得。
按以上方法加工的工件镀铬层无起皮现象，其外观、厚度、硬度满足航标HB5067要求，在后续镀层磨削后镀层无起皮和脱落，满足HB5067镀层结合力检查要求。
 
实施例2
一种工件材料Mo2、直径为ф4ｍｍ、长度为150ｍｍ的柱状外圆电镀硬铬的方法，包括如下步骤：
（1）有机溶剂除油；
（2）吹砂；
技术要求：
磨料粒度为150目或更细的水洗石英砂（SiO2），喷枪嘴与零件间距应为40～70mm，压缩空气压力≤0.2MPa。
吹砂时喷枪与零件之间应相对运动，使工件表面均匀的受到磨料喷射加工，吹砂时常取出零件检查其表面吹砂质量，吹砂完毕应保持吹砂表面清洁干净，水砂间隔与预镀镍时间间隔不得超过2小时。
（3）常规热水洗；
（4）常规冷水洗；
（5）预镀镍
槽液配制：用去离子水，水质标准为HB5472，在预镀镍槽液总体积50%加入250g/L氯化镍（NiC1·6H2O），使其充分溶解，然后在加入200 g/L盐酸（密度为1.19g/mL）用搅拌器搅拌配制的槽液，使其充分混合；
阳极板材料选用Ni-1，预镀镍前零件在预镀镍槽中浸1～2分钟，然后通电处理3-5分钟，电流密度7A/dm2，预镀镍槽液温度应为25℃；
（6）冷水洗，水洗后迅速将工件转入电镀铬槽中，转移时间越短越好，确保预镀镍层完全被水覆盖；
（7）电镀硬铬
槽液配制：用去离子水或A级水配制槽液、水质标准为HB5472，水质指标达到A类，在镀硬铬槽中加入所需体积的水，再加入230g/L铬酐（CrO3）和2.25g/L硫酸（H2SO4密度为1.84g/mL），使其充分溶解；
阳极材料选用铅棒，加工前清除阳极棒表面氧化物。工件必须带电转入镀铬槽中，直接以120 A/dm2的电流密度冲击电镀50秒，然后降至正常电流密度55 A/dm2，电镀硬铬槽液温度为55℃，电镀硬铬沉积速度均为10??m/30min；
（8）常规冷水洗
（9）在60℃以上的热水中清洗；
（10）干燥，用热风吹干；
（11）常规除氢即得。
按以上方法加工的工件度铬层无起皮现象，其外观、厚度、硬度满足航标HB5067要求，在后续镀层磨削后镀层无起皮和脱落，满足HB5067镀层结合力检查要求。
  
实施例3
一种工件材料Mo1、直径为ф5ｍｍ、长度为150mm的柱状外圆电镀硬铬的方法，包括如下步骤：
（1）有机溶剂除油：
（2）吹砂
磨料粒度为150目或更细的水洗石英砂（SiO2），喷枪嘴与零件间距应为40～70mm，压缩空气压力≤0.2MPa；
吹砂时喷枪与零件之间应相对运动，使工件表面均匀的受到磨料喷射加工，吹砂时常取出零件检查其表面吹砂质量，吹砂完毕应保持吹砂表面清洁干净，吹砂间隔与预镀镍时间间隔不得超过2小时。
（3）碱除油
配制槽液主要成分：
　　　　苛性钠（NaOH）              40g/L
        碳酸钠（Na2CO3·10H2O）      25g/L
        磷酸钠 （Na3PO4·12H2O）     25g/L
  碱除油采用化学方法，温度：60～70℃，时间：10～15分钟。
（4）常规热水洗、冷水洗；
（5）预镀镍
槽液配制：用去离子水或A级水配制槽液，水质标准为HB5472，水质指标达到A类，在预镀镍槽液总体积50%加入200g/L氯化镍（NiC1·6H2O），使其充分溶解，然后在加入200 g/L盐酸（密度为1.19g/mL）用搅拌器搅拌配制的槽液，使其充分混合；
阳极板材料选用Ni-1，预镀镍前零件在预镀镍槽中浸1-2分钟，然后通电处理3-5分钟，电流密度7A/dm2，预镀镍槽液温度应为25℃；
（6）冷水洗，水洗后迅速将工件转入电镀铬槽中，转移时间越短越好，确保预镀镍层完全被水覆盖；
（7）电镀硬铬
槽液配制：用去离子水、水质标准为HB5472，在镀硬铬槽中加入所需体积的水，再加入270g/L铬酐（CrO3）和2.7g/L硫酸（H2SO4密度为1.84g/mL），使其充分溶解；
阳极材料选用铅棒，加工前清除阳极棒表面氧化物。工件必须带电转入镀铬槽中，直接以120 A/dm2的电流密度冲击电镀50秒，然后降至正常电流密度55 A/dm2，电镀硬铬槽液温度为55℃，电镀硬铬沉积速度均为10??m/30min；
（8）常规冷水洗
（9）在60℃以上的热水中清洗；
（10）干燥，用热风吹干；
（11）常规除氢即得。
按以上方法加工的工件度铬层无起皮现象，其外观、厚度、硬度满足航标HB5067要求，在后续镀层磨削后镀层无起皮和脱落，满足HB5067镀层结合力检查要求。
                                 
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，任何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 (3)

1. 一种钼材料类工件外圆电镀硬铬的方法，包括以下步骤：
（1）有机溶剂除油：
（2）吹砂
磨料粒度为150目或更细的水洗石英砂，喷枪嘴与零件间距应为40～70mm，压缩空气压力≤0.2MPa，吹砂完毕应保持吹砂表面清洁干净，吹砂间隔与预镀镍时间间隔不得超过2小时；
（3）常规热水洗；
（4）常规冷水洗；
（5）预镀镍
槽液配制：用去离子水或A级水配制槽液，水质标准为HB5472，水质指标达到A类，在预镀镍槽总体积50%的槽液中加入200～250g/L氯化镍，使其充分溶解，然后在加入200 g/L盐酸、密度为1.19g/mL，用搅拌器搅拌配制的槽液，使其充分混合；
阳极板材料选用Ni-1，预镀镍前零件在预镀镍槽中浸1～2分钟，然后通电处理3-5分钟，电流密度7A/dm2，预镀镍槽液温度应为25℃；
（6）冷水洗，水洗后迅速将工件转入电镀铬槽中，确保预镀镍层完全被水覆盖；
（7）电镀硬铬
槽液配制：用去离子水或A级水配制槽液、水质标准为HB5472，水质指标达到A类，在镀硬铬槽中加入所需体积的水，再加入230～270g/L铬酐和2.25～2.7g/L硫酸、密度为1.84g/mL，使其充分溶解；
阳极材料选用铅棒，加工前清除阳极棒表面氧化物；工件必须带电转入镀铬槽中，直接以120 A/dm2的电流密度冲击电镀50秒，然后降至正常电流密度55 A/dm2，电镀硬铬槽液温度为55℃，电镀硬铬沉积速度均为10??m/30min；
（8）常规冷水洗
（9）在60℃以上的热水中清洗；
（10）干燥，用热风吹干；
（11）常规除氢即得。
2.如权利要求1所述的钼材料类工件外圆电镀硬铬的方法，其中：吹砂步骤前视具体情况设有除油工序。
3.如权利要求1或2所述的钼材料类工件外圆电镀硬铬的方法，其中：吹砂工序后视工件情况可设碱除油步骤；碱除油槽液主要成分：
　　　　NaOH             40g/L
        Na2CO3·10H2O      25g/L
      Na3PO4·12H2O     25g/L
  碱除油采用化学方法，温度：60～70℃，时间：10～15分钟。
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