CN103122472A - 一种核用不锈钢材料表面镀硬铬工艺的前处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种核用不锈钢材料表面镀硬铬工艺的前处理方法，其特征在于包括如下步骤：先用高压气体将含有粉体的混合水用喷枪吹出，喷射到预镀硬铬的零件表面，完全去除了钝化膜后，用纯水清洗表面，装电镀挂具，将装有预镀零件的挂具浸入到镀硬铬槽中，与镀硬铬在同一镀槽、同一溶液和同一位置上的同工位活化，最后进行镀硬铬。本发明的优点是：用本发明涉及的前处理方法处理的零件，经过镀铬后，零件表面镀层均匀，镀层没有脱层现象，镀层与基体的结合力均大于50Mpa，该处理方法特别对大型核用不锈钢零件的镀铬前处理效果非常明显。
Description
技术领域
本发明涉及材料加工工程中核用不锈钢材料表面处理范畴，尤其涉及一种核用不锈钢材料表面镀硬铬工艺的前处理方法。
背景技术
国家的能源战略不仅关系到能否支撑现代化的工业、现代化的人民生活，而且还关系到国家的安全和领土的完整。传统的煤、汽、油资源面临枯竭，核电、风电、太阳能等新型能源成为世界发达国家开发的重点。核电技术的发展程度则在一定意义上反映了该国高新技术水平的水平。在核电技术的发展中，第三代先进压水堆核电站代表着新一代商用反应堆的水平，其设计要求不仅有较大的功率，同时还要求寿命长，安全性更高。因此，反应堆冷却剂泵（主泵）、爆破阀、控制棒驱动机构等关键的零部件均采用核用不锈钢材料。不锈钢材料虽然具有良好的耐蚀性能，但在摩擦环境中会发生粘着磨损，严重时会发生“咬死”现象，使机构失效，甚至发生重大机械事故。因此，对于安全性和可靠性要求极高的核电站，需要在不锈钢表面制备一层能够耐磨、耐蚀的硬铬镀层。因此，硬铬层性能的优劣关系到核电站的安全与否。
不锈钢材料表面电镀硬铬是一个传统的表面处理技术，已得到广泛的应用，无论从零件的耐磨、耐蚀还是装饰，电镀硬铬镀层表现出了优良的性能，已在工业的各个领域得到了广泛的应用。对于硬度高、镀层厚且同时具有优良的耐磨性能及优良的耐蚀性能，特别是镀层与基体结合力强的核用不锈钢表面硬铬镀层来说，现有镀硬铬工艺无法满足要求。
众所周知，不锈钢材料含有易于钝化的Ni、Cr、Ti、Mo等金属元素，其表面在自然状态下也能生成薄而透明的且附着牢固、致密稳定的钝化膜，有良好的耐腐蚀性能。该钝化膜受到破坏后恢复能力很强，会很快重新生成完整、致密的新膜。另外，不锈钢零件在焊接、热处理等加工后，表面生成了更加牢固的氧化膜。若热处理前未清洗干净，生成含有碳黑烧结物的钝化物层。不锈钢表面氧化膜组织结构复杂，主要有铁的氧化物、铬的氧化物、镍的氧化物、碳化物及碳黑烧结物。要在其表面电镀沉积结合力优良的硬铬层，必须彻底清除表面的钝化层和其他异物，保持表面清洁活化。由于这种特殊的表面现象，常用的清除方法不能完全除去表面的异物，因此，使其表面制备高性能的硬铬镀层十分困难。
第三代核电站关键零部件的硬铬镀层性能无论从硬铬层的厚度、镀层的硬度、镀层与基体的结合力、镀层的表面质量等性能方面较常用的耐磨硬铬镀层有着明显的提高。
在通常情况下，不锈钢表面的这层致密的氧化膜及薄而致密的合金碳化层主要采取浸蚀等方法去除。在实际镀硬铬层的实践中发现，由于钝化膜的严重程度不一，就是在同一零件的不同表面上，钝化膜的厚度及结构均有着区别，采用酸溶液浸蚀时经常出现有些表面钝化膜还没有去除，而有些表面不仅去除了钝化膜，而且已经出现了基体腐蚀的现象，对于大型零件问题更加严重。再经过后序的活化和沉积，出现了镀层与基体结合性能有些表面很好，有些表面非常差的问题。另一方面，用酸溶液去除钝化膜，污染严重。
因此，急需一种改进的技术来解决现有技术中所存在的这一问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种零件表面镀层均匀的核用不锈钢材料表面镀硬铬工艺的前处理方法。
本发明采用的技术方案是：
一种核用不锈钢材料表面镀硬铬工艺的前处理方法，其特征在于包括如下步骤：先用高压气体将含有粉体的混合水用喷枪吹出，喷射到预镀硬铬的零件表面，完全去除了钝化膜后，用纯水清洗表面，装电镀挂具，将装有预镀零件的挂具浸入到镀硬铬槽中，与镀硬铬在同一镀槽、同一溶液和同一位置上的同工位活化，最后进行镀硬铬。
所述高压气体为0.4-0.8MPa的压缩空气。
所述粉体为500-1500目的微米级二氧化硅粉。
所述镀硬铬槽中为含有CrO3和H2SO4溶液。
所述喷射时间为3-15分钟。
本发明的优点是：用本发明涉及的前处理方法处理的零件，经过镀铬后，零件表面镀层均匀，镀层没有脱层现象，镀层与基体的结合力均大于50Mpa，该处理方法特别对大型核用不锈钢零件的镀铬前处理效果非常明显。
具体实施方式
实施例1
本发明的一种核用不锈钢材料表面镀硬铬工艺的前处理方法，包括如下步骤：先用0.4MPa的高压气体将含有500目的微米级二氧化硅粉的混合水用喷枪吹出，喷射到核反应堆控制棒驱动轴的表面，利用二氧化硅粉获取的能量将核反应堆控制棒驱动轴表面的氧化膜除去，喷射时间为4分钟，完全去除了钝化膜后，用纯水清洗表面，装电镀挂具，将装有核反应堆控制棒驱动轴的挂具浸入到含有CrO3和H2SO4溶液镀硬铬槽中，与镀硬铬在同一镀槽、同一溶液和同一位置上的同工位活化，最后进行镀硬铬。用本发明涉及的前处理方法处理的零件，经过镀铬后，零件表面镀层均匀，镀层没有脱层现象，镀层与基体的结合力均大于50Mpa，该处理方法特别对大型核用不锈钢零件的镀铬前处理效果非常明显。
实施例2
本发明的一种核用不锈钢材料表面镀硬铬工艺的前处理方法，包括如下步骤：先用0.6MPa的高压气体将含有1200目的微米级二氧化硅粉的混合水用喷枪吹出，喷射到核反应堆控制棒缓冲轴的表面，利用二氧化硅粉获取的能量将核反应堆控制棒缓冲轴的表面的氧化膜除去，喷射时间为7分钟，完全去除了钝化膜后，用纯水清洗表面，装电镀挂具，将装有核反应堆控制棒缓冲轴的挂具浸入到含有CrO3和H2SO4溶液镀硬铬槽中，与镀硬铬在同一镀槽、同一溶液和同一位置上的同工位活化，最后进行镀硬铬。用本发明涉及的前处理方法处理的零件，经过镀铬后，零件表面镀层均匀，镀层没有脱层现象，镀层与基体的结合力均大于51Mpa，该处理方法特别对大型核用不锈钢零件的镀铬前处理效果非常明显。
实施例3
本发明的一种核用不锈钢材料表面镀硬铬工艺的前处理方法，包括如下步骤：先用0.8MPa的高压气体将含有1500目的微米级二氧化硅粉的混合水用喷枪吹出，喷射到核反应堆爆破阀体的表面，利用二氧化硅粉获取的能量将核反应堆爆破阀体的表面的氧化膜除去，喷射时间为15分钟，完全去除了钝化膜后，用纯水清洗表面，装电镀挂具，将装有核反应堆爆破阀体的挂具浸入到含有CrO3和H2SO4溶液镀硬铬槽中，与镀硬铬在同一镀槽、同一溶液和同一位置上的同工位活化，最后进行镀硬铬。用本发明涉及的前处理方法处理的零件，经过镀铬后，零件表面镀层均匀，镀层没有脱层现象，镀层与基体的结合力均大于52Mpa，该处理方法特别对大型核用不锈钢零件的镀铬前处理效果非常明显。
Claims (5)
1.一种核用不锈钢材料表面镀硬铬工艺的前处理方法，其特征在于包括如下步骤：先用高压气体将含有粉体的混合水用喷枪吹出，喷射到预镀硬铬的零件表面，完全去除了钝化膜后，用纯水清洗表面，装电镀挂具，将装有预镀零件的挂具浸入到镀硬铬槽中，进行与镀硬铬在同一镀槽、同一溶液和同一位置上的同工位活化，最后进行镀硬铬。
2.根据权利要求1所述的一种核用不锈钢材料表面镀硬铬工艺的前处理方法，其特征在于：所述高压气体为0.4-0.8MPa的压缩空气。
3.根据权利要求1所述的一种核用不锈钢材料表面镀硬铬工艺的前处理方法，其特征在于：所述粉体为500-1500目的微米级二氧化硅粉。
4.根据权利要求1所述的一种核用不锈钢材料表面镀硬铬工艺的前处理方法，其特征在于：所述镀硬铬槽中含有CrO3和H2SO4溶液。
5.根据权利要求1所述的一种核用不锈钢材料表面镀硬铬工艺的前处理方法，其特征在于：所述喷射时间为3-15分钟。
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