CN103451636B - 一种用于空调压缩机斜盘高耐磨的镍磷合金化学镀液 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于空调压缩机斜盘高耐磨的镍磷合金化学镀液，通过该化学镀液在空调压缩机斜盘的环肩表面制备一镍磷合金耐磨层，该镍磷合金耐磨层具有自润滑功能，提高了其耐磨性。斜盘环肩表面通过本发明的化学镍镀液制备的掺杂有钛酸钾晶须的镍磷合金层，具有更好的耐磨性，延长了压缩机的实用寿命。

Description

一种用于空调压缩机斜盘高耐磨的镍磷合金化学镀液

技术领域

本发明属于汽车空调压缩机生产技术领域，尤其涉及压缩机斜盘高耐磨合金层的生产。

背景技术

随着汽车制造行业的发展，汽车空调技术的研究越来越快。汽车空调压缩机是其中的核心部件，汽车空调压缩机通常采用斜盘轮转活塞进行压缩，斜盘高速旋转可达3000转/min，因此耐磨性要求非常高。目前空调压缩机中的斜盘通常采用分体式，即斜盘中部有电机驱动旋转的部分采用铸铁或不锈钢制成，而斜盘外圆周的环肩(因高速旋转与其他部件发生摩擦)则采用铜合金，并且在铜合金表面制备铬-钼合金层从而提高其耐磨性。采用这种方式的斜盘成本非常高，仅环肩的成本就需要几十元，且由于采用分体式结构，因此强度受限在运行时容易出现磨损偏差造成寿命短。

发明内容

发明目的：针对上述现有存在的问题和不足，本发明的目的是提供了一种用于空调压缩机斜盘高耐磨的镍磷合金化学镀液。

技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：一种用于空调压缩机斜盘高耐磨的镍磷合金化学镀液，由以下各组分组成：

以及余量的水；

其中，添加剂A是KIO₃、硫酸铈和钼酸铵的混合物；所述添加剂B为PAP、ALS和PPS的混合物；所述晶须为硼酸铝、钛酸钾或TiN。

作为优选，所述添加剂A中各组分的质量比例为KIO₃：硫酸铈：钼酸铵＝4:1～1.5:1～1.5。

作为优选，所述添加剂B中各组分的质量比例为PAP:ALS:PPS＝1～1.2:1～1.2:5。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明斜盘采用整体式铸造而成具有更高强度和更低成本，且斜盘环肩表面通过本发明的化学镍镀液制备的掺杂有钛酸钾晶须的镍磷合金层，具有更好的耐磨性，延长了压缩机的实用寿命。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

一种汽车空调压缩机斜盘部件，该斜盘部件为环状，它首先通过模具铸造形成整体的环状的斜盘部件，包括设在环内侧的摆头和处于环外缘的环肩。继续对斜盘进行精加工到精确尺寸，其中要求环肩表面精度与相配的其他部件的精度差在2丝以内。然后对斜盘部件进行前处理，包括脱脂、除油和活化处理后，进行镍磷复合合金层的制备。

以下详细介绍镍磷复合合金层的制备过程：

添加剂的配制：添加剂A是KIO₃、硫酸铈和钼酸铵的混合物，各组分的含量KIO₃:硫酸铈：钼酸铵＝4:1:1；添加剂B为PAP、ALS和PPS的混合物，其中PAP:ALS:PPS＝1:1:5，

按上述比例溶于纯水中并预先配好，浓度为28g/L，从而方便添加，备用。

镍磷合金化学镀液的配制(200L)：采用内衬有聚四氟乙烯的PP制镀槽，其中要尽量保证聚四氟乙烯层的表面光滑，避免出现刮痕及毛刺。然后在镀槽中加入70％的纯水并加热到70℃左右，加入计量的25g/L的硫酸镍，搅拌溶解后，再加入8g/L的醋酸钠和20g/L的乳酸溶解均匀。继续加入0.8g/L的添加剂A和10ml/L的添加剂B搅拌均匀。最后加入22g/L的次亚磷酸钠，搅拌溶解后用氨水或硫酸调节pH值为4.6～4.9之间，并升温至85～92℃，此时加入2.4g/L的钛酸钾晶须。

镍磷复合合金层的制备：将上述斜盘部件浸入到化学镀液中进行镍磷合金的化学沉积，该过程中掺杂有钛酸钾晶须的镍-磷合金层在斜盘环肩表面自还原沉积，沉积时间控制在2h，可获得厚度为20～25μm的略微发暗的银白色的光亮的合金层。以下对镍磷合金层进行性能测试：

耐蚀性测试：将工件浸入67％的浓HNO₃中，经过10min酸腐蚀，未见表面变色。

孔隙率：按照GBT13913-2008镀镍层孔隙率的检测方法检测，镍磷合金层的孔隙率(底层穿透)为0.0121。并经检测合金层的维氏硬度为620～680之间，具有较高的硬度。另外我们通过薄铁片相同条件下沉积合金层，并进行180°弯折后，合金层与铁片基体未发现剥离，可见合金层的结合力优良。

另外对合金层的耐磨性进行耐磨测试：以白刚玉试块作为对磨偶件，并MPX02000型盘销式摩擦磨损试验机进行磨损试验。试验条件：室温，干摩擦磨损，相对湿R1160％，荷载为50N，试样滑动速度为3.99m/s，并测试总转数为1000转。经过上述测试后与现有技术中的铬-钼合金层铜合金进行对比，本发明的磨损失重为37mg，现有技术为35mg。

可知，本发明的斜盘的耐磨性与现有技术相当。但重要的是，在实际装配到压缩机时，经过实际检验本发明压缩机相对现有技术在润滑油条件下本发明能稳定工作时间更长。这是由于合金层具有细微的孔隙，该孔隙是因为钛酸钾晶须与金属镍发生共沉积产生，钛酸钾晶须在合金中的掺杂形态为为0.3～0.8微米的长丝从而形成非穿透性集体，具有储存润滑油的功能从而降低摩擦系数，实行提高耐磨性能的目的。

本发明的化学镍镀液的机理是自发还原反应，通常的化学镍镀也稳定性差，连续生产的情形下，寿命只有2～4h，随着生产的进行化学镍镀液稳定性变差，溶液中磷含量及反应副产物发生累积会造成合金层外观变暗，结合力及耐蚀性等性能变差。本发明中添加剂A的作用是提高镀液的化学稳定性，其中KIO₃为主稳定剂控制还原反应速度，硫酸铈和钼酸铵为辅主要改善合金层的沉积致密度。而添加剂B作为光亮剂，改善合金层的光亮度，

优选为0.3g/L，过量容易造成合金层发暗，以及影响合金层与基材之间的结合力。通过添加剂A可以确保化学镍镀液稳定生产4h以上，从而可以至少保证一个班次的稳定生产(从而避免单个班次需重新配制镀液)，而普通化学镍在进行生产3个小时后，稳定性难以得到保证。

另外，本发明为了尽可能提高化学镍的生产稳定性，提出了以下维护方法：化学镍

镀液的配制：在镀槽中加入50～70％的纯水并加热到50～90℃，并将硫酸镍投入镀槽中，并搅拌溶解；然后加入醋酸钠、乳酸、添加剂A和添加剂B，搅拌均匀；最后加入次亚磷酸钠，搅拌溶解，并用氨水或硫酸调节pH为4.6～4.9，并控制温度在75℃以下，进行循环过滤处理1h以上后，最后加入钛酸钾晶须；

化学镍施镀：将化学镍镀液升温至85～92℃，并将斜盘部件浸入镀液中施镀，该过程中每隔0.5～1h检测镀液中镍离子含量，并根据镍离子浓度进行补充确保镍离子浓度在3.5g/L以上，每补充1g/L镍离子，添加3.8～4.5g/L的次亚磷酸钠、5ppm的添加剂A和5ppm的添加B；

化学镍镀液的报废：当化学镍施镀5个周期后，需重新配制镀液，从而可以确保合金层的质量。其中所述化学镍施镀周期是指当镍离子补充量为初始浓度时即为1个周期。

作为优选方案，所述镀槽内壁内衬有聚四氟乙烯层；且浸入到镀液中的加热设备表面也包裹聚四氟乙烯层。

作为优选，除了钛酸钾晶须外，其他例如硼酸铝或TiN晶须也可以应用掺杂到本镍磷合金层中，以达到自润滑功能，从而提高斜盘部件的耐磨性。

Claims (1)

1.一种用于空调压缩机斜盘高耐磨的镍磷合金化学镀液，由以下各组分组成：

硫酸镍20～30g/L；

次亚磷酸钠20～25g/L；

醋酸钠5～12g/L；

乳酸15～30g/L；

晶须1～10g/L；

添加剂A0.2～1.0g/L；

添加剂B0.2～1.0g/L；

以及余量的水；

其中，添加剂A是KIO₃、硫酸铈和钼酸铵的混合物，各组分的质量比例为KIO₃：硫酸铈：钼酸铵＝4:1～1.5:1～1.5；所述添加剂B为PAP、ALS和PPS的混合物，各组分的质量比例为PAP:ALS:PPS＝1～1.2:1～1.2:5；所述晶须为硼酸铝、钛酸钾或TiN。