CN103806048A

CN103806048A - 一种水轮机水导轴径磨损的电镀修复方法

Info

Publication number: CN103806048A
Application number: CN201210445494.5A
Authority: CN
Inventors: 林永峰
Original assignee: WUXI XINSANZHOU STEEL Co Ltd
Current assignee: WUXI XINSANZHOU STEEL Co Ltd
Priority date: 2012-11-08
Filing date: 2012-11-08
Publication date: 2014-05-21

Abstract

本发明涉及一种水轮机水导轴径磨损的电镀修复方法，包括：焊修法填坑→第一次机械修磨（整体磨光）→镀铁→第二次机械修磨（整体磨光）→镀硬铬罩面→第三次机械修磨（磨削加工至符合尺寸及光洁度）。所述方法是通过分析各种修复方法的优缺点，根据水轮机水导轴的使用要求提出的一种工艺比较简单，成本较低，且所得镀层硬度高、耐磨、耐蚀的修复方法。

Description

一种水轮机水导轴径磨损的电镀修复方法

技术领域

本发明涉及一种电镀修复方法，尤其是涉及一种一种水轮机水导轴径磨损的电镀修复方法。

背景技术

水轮机水导轴径磨损是水电站经常遇到难题。工件表面损坏修复的方法有机械加工修理法、焊接修理法、电镀修理法和热喷涂等，应用于轴径表面磨损常见修复方法有以下几种。

（1）研磨修复

水导轴径轻度磨损可研磨处理。对直径大于1m的油润滑轴径，单侧磨损大于0.10mm时；水润滑的橡胶瓦导轴承的轴径，单侧磨损大于0.50mm时，均要对轴径进行磨圆处理。对于不锈钢轴径上的沟痕，如果只有几道小沟，可以不处理；若沟痕较深，深度大于0.50mm时，可用堆227或OK2015焊条补焊，然后磨光。

（2）电镀修复

电镀修复技术是利用电解的原理将镀液中的金属离子还原成金属原子并在金属表面形成具有较高结合力和一定厚度的修复层。如果水导轴径磨损严重，大轴磨光后不能满足与轴瓦配合的间隙，须电镀找回尺寸后，再磨圆处理。

（3）镶套法

镶套法先分两块做5mm厚的钢套，长度比导瓦长10cm，并在上面均布3cm×3cm直径5mm的小孔。车去主轴多余尺寸将套包在车削处，用CO₂保护焊在小孔中将套焊在主轴上，补平小孔和钢套缝，再磨圆钢套到设计尺寸。镶套法在高含砂抽水站水泵水导轴径磨损处理中应用较多，且效果良好。

（4）热喷涂技术

热喷涂技术是将涂层材料（粉末或丝材）送入某种热源（燃烧火焰等）中熔化，并利用高速气流将其射到基材表面形成覆盖层的工艺。先在车床上车去轴径上多余尺寸，保证喷涂层厚度5mm，喷涂耐磨材料（含铬、钨、镍等）后，对轴径进行磨圆处理到设计尺寸，此法在电厂水泵和风机轴修复方面应用较多。

电镀的种类很多，用于修复的方法也很多，各种电镀修复方法均有其优缺点，不同的零件需要与之相应的修复方法。现有技术中对于水轮机水导轴径磨损还没有有效的的修复方法。

由于铬表面很容易生成钝化膜，在空气中很稳定，不易变色和失去光泽，除了盐酸和热硫酸以外，对铬没有侵蚀作用，故铬是最重要的防护装饰性镀层。铬表面憎水、憎油，不易被污染，从而更增加了铬层的稳定性，此外，铬镀层还有很高的硬度和耐磨性，常用于零件的修复或易磨损件的电镀，因此，镀铬液的好坏将直接关系各种零件镀层的好坏。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种水轮机水导轴径磨损的电镀修复方法。所述方法是通过分析各种修复方法的优缺点，根据水轮机水导轴的使用要求提出的一种工艺比较简单，成本较低，且所得镀层硬度高、耐磨、耐蚀的修复方法。

为了实现以上目的，本发明的技术方案是：

一种水轮机水导轴径磨损的电镀修复方法，包括：焊修法填坑→第一次机械修磨（整体磨光）→镀铁→第二次机械修磨（整体磨光）→镀硬铬罩面→第三次机械修磨（磨削加工至符合尺寸及光洁度）。

其中，焊修法填坑是为了填平工件表面局部损伤，常用的焊修方法包括补焊、堆焊、冷焊等，每种焊修方法都有其自身的特点和不足，为了减少温度应力对大轴的影响，选用冷焊法中气体保护熔丝焊填坑。气体保护熔丝焊也称微弧冷焊，是一种常见的冷焊技术。它是在氩弧焊基础上发展的一种新型焊修技术。设备主要构成部分包括脉冲电源，保护气体（氩气等惰性气体）和用以补缺陷的金属丝。利用焊枪产生的电弧（电弧温度一般在6000℃以上）将金属丝熔化，用保护气体（惰性气体）把熔化的金属液吹射到工件的局部缺陷处，从而填平工件表面的凹坑。气体保护熔丝焊与传统的气体保护焊技术不同，被熔化的金属焊丝不会在修复部位形成焊接熔池，施工中工件温升小，不会产生明显的热影响，且焊层与基体结合牢固。

其中，第一次和第二次机械修磨是为了提高电镀面结合力及电镀质量，须对水轮机水导轴段表面杂质用研磨的方法去除。研磨按照由粗到细的顺序修磨至平滑，并符和公差要求。

其中，镀铁的工艺参数为：350-400g/L的氯化亚铁、10-20g/L的氯化钠，1-5g/L氯化锰和5-8g/L硼酸混合的电镀溶液，电镀溶液的pH值为1.2-1.6，在45℃-55℃的温度，电流密度4-10A/dm²。

其中，镀硬铬罩面必须根据工件形状、镀层厚度、硬度、镀液温度、电流密度等具体要求采用相应镀铬工艺，才能达到产品质量要求。根据水轮机水导轴径的实际使用要求，镀层应结合牢固，表面无起泡、脱皮现象，同时大轴材料为优质钢，表面沾有油污，采用的电镀工艺流程为：手工除油→上挂→水洗→化学除油→水洗→酸洗活化→水洗→镀硬铬→水洗→下挂。大轴表面沾污油脂，影响镀层与基体之间的结合力，镀前须除油和清洗。酸洗是电镀生产中的重要一环，大轴酸洗不只为了溶解表面的锈蚀，也是为了除去氧化膜，使大轴基体暴露出金属组织；同时酸洗能去掉机加工过程中残留于表面的铁屑，提高电镀层的结合力，防止镀层起泡、脱皮现象。电镀硬铬过程中镀铬液的成分，温度，电源，以及镀铬工艺的参数，对电镀质量影响很大。电镀过程中通过制作合适的挂具，采用合适的参数，加强工艺控制，可提高电镀质量，保证硬度，耐腐蚀度，结合力，表面平行度达到设计要求。

为此，本发明采用了一种复合镀铬液，其特征在于所含各成分按重量份数比为：CrO₂190～260g/L，SrSO₄3～8g/L，NaF 0.1～2.5g/L，98％H₂SO₄0.3～1.55g/L；所述的复合镀铬液为铅锡银合金阳极，其锡含量为20％～50％、含银1％。

优选，所述的一种复合镀铬液，其特征在于所含各成分按重量份数比为：CrO₂200～255g/L，SrSO₄4～7g/L，NaF 0.6～2.3g/L，98％H₂SO₄0.5～1.5g/L。

优选，所述的一种复合镀铬液，其特征在于所含各成分按重量份数比为：CrO₂210～245g/L，SrSO₄5～6g/L，NaF 0.8～2.1g/L，98％H₂SO₄0.9～1.3g/L。

优选，所述的一种复合镀铬液，其特征在于所含各成分按重量份数比为：CrO₂223g/L，SrSO₄5.5g/L，NaF 0.95g/L，98％H₂SO₄1.1g/L。

所述的一种复合镀铬液的配制方法是采用常规的方法，其工艺条件为：镀液温度为40～60℃，总电流为250～300A/dm²。

其中，第三次机械修复是为了恢复尺寸、表面抛光。磨床研磨或在卧式车床走刀架上固定砂轮研磨可达到设计要求，研磨结束后用细砂纸抛光电镀面，使表面达到镜面光泽，提高表面光洁度。

本发明与现有技术相比具有下列优点效果：

（1）本发明的修复工艺中充分利用的镀铁和镀硬铬两种工艺的优缺点。镀铁镀层沉积速度快，强度低，但是与铬层和基体的结合力好，可以提高铬层的结合力。镀硬铬时镀层沉积速度0.01mm/h，沉积速度慢，生产效率低，费用高，但是硬度高，耐腐蚀。因此，本申请采用先镀一层铁，再镀硬铬罩面。

（2）镀铁液中添加氯化锰可提高镀层硬度和致密度，降低脆性，平整镀层表面。

（3）本发明复合镀铬液适于细小零件滚筒，本发明溶液的电流效率较高，平均可达22％左右，这比标准镀铬溶液的电流效率要高出60％以上。它的分散能力和覆盖能力都较好，光亮电流密度和操作温度范围宽，而且断电后再镀，镀层也不会发白，能有效提高零件的修复或易磨损件的电镀，并提高铬镀层的硬度和耐磨性的一种复合镀铬液。

具体实施方式

为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。

实施例1

镀铁的工艺参数为：350g/L的氯化亚铁、10g/L的氯化钠，1g/L氯化锰和5g/L硼酸混合的电镀溶液，电镀溶液的pH值为1.2，在45℃-55℃的温度，电流密度4-10A/dm²。

一种复合镀铬液，其特征在于所含各成分按重量份数比为：CrO₂223g/L，SrSO₄5.5g/L，NaF 0.95g/L，98％H₂SO₄1.1g/L，所述的复合镀铬液为铅锡银合金阳极，其锡含量为20％～50％、含银1％。

镀铬工艺条件为：镀液温度为40～60℃，总电流为250～300A/dm²。

实施例2

镀铁的工艺参数为：400g/L的氯化亚铁、20g/L的氯化钠，5g/L氯化锰和8g/L硼酸混合的电镀溶液，电镀溶液的pH值为1.6。

一种复合镀铬液，其特征在于所含各成分按重量份数比为：CrO₂190g/L，SrSO₄8g/L，NaF 2.5g/L，98％H₂SO₄1.55g/L。其它同实施例1。

实施例3

镀铁的工艺参数为：350g/L的氯化亚铁、20g/L的氯化钠，5g/L氯化锰和5g/L硼酸混合的电镀溶液，电镀溶液的pH值为1.2。

一种复合镀铬液，其特征在于所含各成分按重量份数比为：CrO₂260g/L，SrSO₄3g/L，NaF 0.1g/L，98％H₂SO₄0.3g/L。其它同实施例1。

实施例4

镀铁的工艺参数为：3400g/L的氯化亚铁、20g/L的氯化钠，1g/L氯化锰和5g/L硼酸混合的电镀溶液，电镀溶液的pH值为1.4。

一种复合镀铬液，其特征在于所含各成分按重量份数比为：CrO₂200g/L，SrSO₄7g/L，NaF 2.3g/L，98％H₂SO₄1.5g/L。其它同实施例1。

实施例5

镀铁的工艺参数为：350g/L的氯化亚铁、10g/L的氯化钠，5g/L氯化锰和8g/L硼酸混合的电镀溶液，电镀溶液的pH值为1.2。

一种复合镀铬液，其特征在于所含各成分按重量份数比为：CrO₂255g/L，SrSO₄4g/L，NaF 0.6g/L，98％H₂SO₄0.5g/L。其它同实施例1。

实施例6

镀铁的工艺参数为：370g/L的氯化亚铁、15g/L的氯化钠，3g/L氯化锰和7g/L硼酸混合的电镀溶液，电镀溶液的pH值为1.4。

一种复合镀铬液，其特征在于所含各成分按重量份数比为：CrO₂210g/L，SrSO₄6g/L，NaF 2.1g/L，98％H₂SO₄1.3g/L。其它同实施例1。

实施例7

镀铁的工艺参数为：380g/L的氯化亚铁、15g/L的氯化钠，4g/L氯化锰和5g/L硼酸混合的电镀溶液，电镀溶液的pH值为1.2。

一种复合镀铬液，其特征在于所含各成分按重量份数比为：CrO₂245g/L，SrSO₄5g/L，NaF 0.8g/L，98％H₂SO₄0.9g/L。其它同实施例1。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims

1.一种水轮机水导轴径磨损的电镀修复方法，包括：焊修法填坑→第一次机械修磨（整体磨光）→镀铁→第二次机械修磨（整体磨光）→镀硬铬罩面→第三次机械修磨（磨削加工至符合尺寸及光洁度）；

其中，镀铁的工艺参数为：350-400g/L的氯化亚铁、10-20g/L的氯化钠，1-5g/L氯化锰和5-8g/L硼酸混合的电镀溶液，电镀溶液的pH值为1.2-1.6，在45℃-55℃的温度，电流密度4-10A/dm²；

其中，镀铬液为一种复合镀铬液，所含各成分按重量份数比为：CrO₂190～260g/L，SrSO₄3～8g/L，NaF 0.1～2.5g/L，98％H₂SO₄0.3～1.55g/L；所述的复合镀铬液为铅锡银合金阳极，其锡含量为20％～50％、含银1％；电镀时镀液温度为40～60℃，总电流为250～300A/dm²。

2.根据权利要求1所述的一种复合镀铬液，其特征在于所含各成分按重量份数比为：CrO₂200～255g/L，SrSO₄4～7g/L，NaF 0.6～2.3g/L，98％H₂SO₄0.5～1.5g/L。

3.根据权利要求1所述的一种复合镀铬液，其特征在于所含各成分按重量份数比为：CrO₂210～245g/L，SrSO₄5～6g/L，NaF 0.8～2.1g/L，98％H₂SO₄0.9～1.3g/L。

4.根据权利要求1所述的一种复合镀铬液，其特征在于所含各成分按重量份数比为：CrO₂223g/L，SrSO₄5.5g/L，NaF 0.95g/L，98％H₂SO₄1.1g/L。