CN107130232A - 一种大中型管类零件内壁局部镀镍磷合金的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种大中型管类零件内壁局部镀镍磷合金的方法，属于表面防护技术领域；包括以下步骤：根据镀件尺寸及镀镍磷合金的部位，准备用于配合镀件局部内表面形成槽液密封系统1的板材：隔板a(11)、隔板b(12)及密封圈(13)，辅助镀液槽(3)，管路系统(2)和槽液加热系统(4)；并在辅助镀液槽(3)和槽液密封系统(1)的一块隔板上开有用于连通管路系统(2)与其中槽液的通孔；将上述装置连接于镀件；使镀液在恒定预设温度条件下在辅助镀液槽(3)和槽液密封系统(1)间往复循环，以对镀件局部镀镍磷合金。对比现有技术，本发明能够解决传统方法无法实现的中大型筒类零件内壁局部表面镀镍磷合金的问题，保证了产品质量。

Description

一种大中型管类零件内壁局部镀镍磷合金的方法
技术领域
本发明涉及一种镀镍磷合金的方法，特别涉及一种大中型管类零件内壁局部镀镍磷合金的方法，属于表面防护技术领域。
背景技术
在现代科技发展的今天，化学镀镍磷合金作为表面强化的途径，已经得到越来越广泛的应用,筒类零件内表面防护是表面处理领域发展的趋势。据统计，实际应用中有大量的管筒状零件的内表面需防护处理，例如在工业领域，油田上的抽油泵泵筒、输油管道、化工管道、汽车缸套及鱼雷发射管等；国防领域有发动机管路、武装装备战车的轴承等。
传统的化学镀镍磷合金工艺是将待镀零件完全浸没在一定温度的酸性镀液中，用次亚磷酸钠作为还原剂进行化学镀镍磷合金来实现。这种方式对于小型待镀零件是有效的，但对于大型零件是很难实现的。如某产品零件主体段内径为φ2200，壁厚12mm，属于大型管筒类零件，要求零件端部局部内表面镀镍磷合金；按现有的镀镍磷合金工艺，需制作比零件体积还要大的镀液槽将待镀件完全浸泡在槽液中，这样不仅浪费镀液，而且零件局部内表面镀镍磷合金也难以实现，因此现有的化学镀镍磷合金工艺无法完成其要求，必须设计实现新的工艺来解决此问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决如何在大中型管类零件(即镀件)内壁局部表面进行化学镀镍磷合金的问题，提出一种大中型管类零件内壁局部镀镍磷合金的方法。
本发明的原理是将传统的化学镀镍磷合金工艺进行改进创新，让零件待镀的某段局部内表面形成一个封闭系统，运用自体镀液循环技术满足其应用需求。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种大中型管类零件内壁局部镀镍磷合金的方法，包括以下过程：
1、根据镀件尺寸及镀镍磷合金的部位，准备用于密封镀件局部需要镀镍磷合金的部位以形成槽液密封系统的两块板材：隔板a、隔板b及密封圈，准备用于为槽液密封系统提供循环往复镀液的辅助镀液槽；准备用于在辅助镀液槽和槽液密封系统之间流通镀液的管路系统；准备用于为辅助镀液槽中镀液持续加热使其工作期间保持恒定温度的槽液加热系统；在辅助镀液槽和槽液密封系统的一块隔板上开有用于连通管路系统与其中槽液的通孔；
作为优选，当镀件待镀镍磷合金的部位位于镀件端部时，两块板材分别为与镀件内径相匹配的圆形硬质零件和与镀件端部外径相匹配的法兰盘类盖板；当镀件待镀镍磷合金的部位位于镀件内部时，两块板材为与镀件待镀镍磷合金部位两端内径相匹配的圆形硬质零件。
作为优选，为保证镀层质量、镀速以及节约镀液及材料，所述辅助镀液槽容积为所述槽液密封系统容积的2.5倍。
作为优选，所述槽液加热系统为聚四氟乙烯电加热管。
作为优选，所述管路系统包括四路管路：槽路溢流管路、槽液搅拌管路、槽液进液管路和槽液排液管路；槽路溢流管路用于当槽液密封系统中镀液满并溢出后通过该管路回流到辅助镀液槽中；槽液搅拌管路用于搅拌槽液密封系统中的镀液，以使化学反应析出的气体通过槽路溢流管路排出，防止槽液内部离子反应析出的气体影响镀层表面的质量，形成空镀、镀层不均匀的现象；槽液进液管路用于将辅助镀液槽中镀液持续不断输送至槽液密封系统；槽液排液管路用于在镀镍磷合金工作结束后将镀液从槽液密封系统排出。
作为优选，槽路溢流管路由三通管和管道组成，三通管一个口用于与所述槽液密封系统上端的管道出口密封连接，一个口用于向上排出气体，一个口用于溢流，即从所述槽液密封系统排出的液体至所述辅助镀液槽中。
作为优选，所述三通管的溢流口高于所述槽液密封系统上表面。
作为优选，所述槽液搅拌管路由循环泵a、液体搅拌管路及阀门a组成，阀门a用于打开或关闭液体搅拌管路，循环泵a用于将镀液从所述辅助镀液槽泵入所述槽液密封系统，所述液体搅拌管路位于所述槽液密封系统上端，用于在循环泵a的作用下高速将镀液泵入所述槽液密封系统已在客观上形成类似的液体搅拌作用。
作为优选，所述槽液进液管路由循环泵b、进液管路及阀门b组成，阀门b用于打开或关闭进液管路，循环泵b用于将镀液从所述辅助镀液槽泵入所述槽液密封系统，所述进液管路用于密封连接所述槽液密封系统及所述辅助镀液槽。
作为优选，所述槽液排液管路由循环泵c、排液管路及阀门c组成，阀门c用于打开或关闭排液管路，循环泵c用于将镀液从所述槽液密封系统泵入所述辅助镀液槽中以在镀镍磷合金结束后回收镀液，所述排液管路用于密封连接所述槽液密封系统及所述辅助镀液槽。
作为优选，为降低功耗，所述排液管路与所述槽液密封系统连接端低于所述槽液密封系统底面。
2、将隔板a、隔板b通过密封圈密封镀镍磷合金的部位两端以形成槽液密封系统；将槽液加热系统置于辅助镀液槽内；安装并关闭管路系统以连通槽液密封系统和辅助镀液槽；
3、打开槽液加热系统加热辅助镀液槽中的镀液，待温度达到预设温度时，将槽液进液管路打开使辅助镀液槽中的镀液进入槽液密封系统，当槽液密封系统中镀液满时，通过槽路溢流管路使多余的液体流回辅助镀液槽中，此时打开槽液搅拌管路使槽液高速进入槽液密封系统顶部以达到搅拌镀液使镀镍磷合金过程中产生的气体析出；如此，槽液密封系统与辅助镀液槽中的镀液不断进行循环交换，保持动态平衡；
4、镀镍磷合金工作结束后，关闭槽液搅拌管路的阀门a及槽液进液管路的阀门b，打开槽液排液管路的阀门c将槽液密封系统中的镀液排空入辅助镀液槽中，以回收镀液并进行后续环保处理；
5、拆装槽液密封系统和管路系统。
有益效果
本发明一种大中型管类零件内壁局部镀镍磷合金的方法，对比已有技术，能够解决传统化学镀镍磷合金无法实现的中大型筒类零件内壁局部表面镀镍磷合金的问题，保证了产品质量。
附图说明
图1为本发明实施例一种大中型管类零件内壁局部镀镍磷合金的装置结构示意图；
附图标记：1-槽液密封系统，11-隔板a，12-隔板b，13-密封圈，2-管路系统，21-槽路溢流管路，211-三通管，22-槽液搅拌管路，221-循环泵a，222-液体搅拌管路，223-阀门a，23-槽液进液管路，231-循环泵b，232-进液管路，233-阀门b，24-槽液排液管路，241-循环泵c，242-排液管路，243-阀门c，3-辅助镀液槽，4-槽液加热系统。
具体实施方式
为对本发明实施例的目的、技术方案和优点进行说明，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1
如图1所示，以某产品零件主体段内径为φ2200mm，长9m,壁厚12mm，待镀零件内表面距离端面长度为565mm的端部局部化学镀镍磷合金为例说明本发明一种大中型管类零件内壁局部镀镍磷合金的方法，包括以下过程：
1、根据镀件尺寸及镀镍磷合金的部位，准备用于密封镀件局部需要镀镍磷合金的部位以形成槽液密封系统1的两块板材：隔板a11、隔板b12及密封圈，准备用于为槽液密封系统提供循环往复镀液的辅助镀液槽3；准备用于在辅助镀液槽和槽液密封系统之间流通镀液的管路系统2；准备用于为辅助镀液槽中镀液持续加热使其工作期间保持恒定温度的槽液加热系统4；在辅助镀液槽和槽液密封系统的一块隔板上开有用于连通管路系统与其中槽液的通孔；
本实施例中，由于镀件待镀镍磷合金的部位位于镀件端部，所以：隔板a11、隔板b12分别为与镀件内径相匹配的圆形硬质零件和与镀件端部外径相匹配的法兰盘类盖板。如果当镀件待镀镍磷合金的部位位于镀件内部时，两块板材均为为与镀件待镀镍磷合金部位两端内径相匹配的圆形硬质零件。
一般而言，理论上，只要辅助镀液槽3中槽液量高于槽液密封系统1容积即可，本实施例中，为保证镀层质量、镀速以及节约镀液及材料，所述辅助镀液槽容积为所述槽液密封系统容积的2.5倍。
本领域技术人员知道，槽液加热系统4只要能够持续为槽液加热使其保持在恒定温度即可，本实施例是采用聚四氟乙烯电加热管为槽液加热，槽液的恒定温度在95℃～98℃之间。
一般而言，管路系统2只要能够实现在辅助镀液槽3和槽液密封系统1中持续不断传输镀液，并使槽液密封系统1中镀液工作过程中产生的气体及时排出即可，为达到此目的，可以使用各种实现方式。本实施例中，为尽量简化管路系统2制作难度，设计管路系统2包括四路管路：槽路溢流管路21、槽液搅拌管路22、槽液进液管路23和槽液排液管路24；槽路溢流管路21用于当槽液密封系统1中镀液满并溢出后通过该管路回流到辅助镀液槽3；槽液搅拌管路22用于搅拌槽液密封系统1中的镀液，以使化学反应析出的气体通过槽路溢流管路21排出，防止槽液内部离子反应析出的气体影响镀层表面的质量，形成空镀、镀层不均匀等现象；槽液进液管路23用于将辅助镀液槽3中镀液持续不断输送至槽液密封系统1；槽液排液管路24用于在镀镍磷合金工作结束后将镀液从槽液密封系统1排出至辅助镀液槽3中。
其中，槽路溢流管路21由三通管211和管道组成，三通管211一个口用于与所述槽液密封系统1上端的管道出口密封连接，一个口用于向上排出气体，一个口用于溢流，即从槽液密封系统1排出的液体溢流至辅助镀液槽3中。为使槽液密封系统1中始终处于镀液满的状态，并且在充盈之后溢出，本实施例设置三通管211的溢流口高于槽液密封系统1镀液上表面。当然，本领域技术人员都知道，为达到上述目标还可以通过其它机械领域常规技术手段实现，此处不再一一赘述。
槽液搅拌管路22由循环泵a221、液体搅拌管路222及阀门a223组成，阀门a223用于打开或关闭液体搅拌管路222，循环泵a223用于将镀液从所述辅助镀液槽3泵入所述槽液密封系统1，所述液体搅拌管路22位于所述槽液密封系统1上端，用于在循环泵a221的作用下高速将镀液泵入所述槽液密封系统1已在客观上形成类似的液体搅拌作用。本实施例中，为达到液体搅拌功能，采用的循环泵的功率使得液体搅拌管路222流出的镀液流速远大于槽路溢流管路21的液体流出速度，此处为20T/Hr。当然，本领域技术人员都知道，为达到上述目标还可以通过其它机械领域常规技术手段实现，此处不再一一赘述。
槽液进液管路23由循环泵b231、进液管路232及阀门b233组成，阀门b233用于打开或关闭进液管路232，循环泵b231用于将镀液从所述辅助镀液槽3泵入所述槽液密封系统1，所述进液管路232用于密封连接所述槽液密封系统1及所述辅助镀液槽3。本实施例中，循环泵b231的流量为5T/Hr。
槽液排液管路24由循环泵c241、排液管路242及阀门c243组成，阀门c243用于打开或关闭排液管路242，循环泵c241用于将镀液从所述槽液密封系统1泵入所述辅助镀液槽3中以在镀镍磷合金结束后回收镀液，所述排液管路242用于密封连接所述槽液密封系统1及所述辅助镀液槽3。为降低功耗，便于槽液流出，所述排液管路242与所述槽液密封系统1连接端低于所述槽液密封系统1底面。本实施例中，循环泵c241的流量为5T/Hr。
2、将隔板a11、隔板b12通过密封圈13密封镀镍磷合金的部位两端以形成槽液密封系统1；将槽液加热系统4置于辅助镀液槽3内；安装并关闭管路系统2以连通槽液密封系统1和辅助镀液槽3；此时，自体镀液循环系统构建完成；
3、打开槽液加热系统4加热辅助镀液槽3中的镀液，待温度达到预设温度95℃～98℃时，保持镀液在此温度恒定不变，此时，所述辅助镀液槽3中的镀液高度为1600mm；将槽液进液管路23的阀门b233打开并启动循环泵b231，此时辅助镀液槽3中的镀液被泵入槽液密封系统1中，当槽液密封系统1填满溶液时，继续泵入的镀液使液面增高并通过槽路溢流管路21的三通管211中的溢流口使多余的液体流回辅助镀液槽3中，此时，所述辅助镀液槽3的工作液面高度为750mm；打开槽液搅拌管路22的阀门a223与循环泵a221，使槽液高速进入槽液密封系统1顶部以达到搅拌镀液使镀镍磷合金过程中产生的气体析出；由此槽液密封系统1与辅助镀液槽3中的镀液不断进行循环交换，保持动态平衡；通过槽液密封系统1的容积和辅助镀液槽3的容积比值及液体流速计算可以得出两者槽液每小时可以循环4～5次，能够满足化学镀镍磷合金工艺要求；这种使得镀液在封有镀件内表面的槽液密封系统以及外部辅助镀液槽之间往复流动，保持镀件内镀液浓度随着离子交换过程不发生显著变化、保证镀层质量的自体镀液循环技术可以因地制宜应用于各种需要的场合；
4、镀镍磷合金工作结束后，关闭槽液搅拌管路22的阀门a223及槽液进液管路23的阀门b233，打开槽液排液管路24的阀门c243将槽液密封系统1中的镀液排空入辅助镀液槽3中，以回收镀液并进行后续环保处理；
5、拆装隔板a11与隔板b12、管路系统2等元件。
本发明方法，对比已有技术，通过自体镀液循环技术有效解决了传统化学镀镍磷合金无法实现大中型筒类零件内壁局部表面镀镍磷合金的问题，保证了产品质量。
为了说明本发明的内容及实施方式，本说明书给出了具体实施例。在实施例中引入细节的目的不是限制权利要求书的范围，而是帮助理解本发明所述方法。本领域的技术人员应理解：在不脱离本发明及其所附权利要求的精神和范围内，对最佳实施例步骤的各种修改、变化或替换都是可能的。因此，本发明不应局限于最佳实施例及附图所公开的内容。

Claims (10)

1.一种大中型管类零件内壁局部镀镍磷合金的方法，其特征在于，包括以下过程：
1)根据镀件尺寸及镀镍磷合金的部位，准备用于密封镀件局部需要镀镍磷合金的部位以形成槽液密封系统1的两块板材：隔板a(11)、隔板b(12)及密封圈(13)，准备用于为槽液密封系统(1)提供循环往复镀液的辅助镀液槽(3)；准备用于在辅助镀液槽(3)和槽液密封系统(1)之间流通镀液的管路系统(2)；准备用于为辅助镀液槽(3)中镀液持续加热使其工作期间保持恒定温度的槽液加热系统(4)；在辅助镀液槽(3)和槽液密封系统(1)的一块隔板上开有用于连通管路系统(2)与其中槽液的通孔；管路系统(2)包括四路管路：槽路溢流管路(21)、槽液搅拌管路(22)、槽液进液管路(23)和槽液排液管路(24)；槽路溢流管路(21)用于当槽液密封系统(1)中镀液满并溢出后通过该管路回流到辅助镀液槽(3)中；槽液搅拌管路(22)用于搅拌槽液密封系统(1)中的镀液，以使化学反应析出的气体通过槽路溢流管路(21)排出，防止槽液内部离子反应析出的气体影响镀层表面的质量，形成空镀、镀层不均匀的现象；槽液进液管路(23)用于将辅助镀液槽(3)中镀液持续不断输送至槽液密封系统；槽液排液管路(24)用于在镀镍磷合金工作结束后将镀液从槽液密封系统(1)排出；
2)将隔板a(11)、隔板b(12)通过密封圈(13)密封镀镍磷合金的部位两端以形成槽液密封系统(1)；将槽液加热系统(4)置于辅助镀液槽(3)内；安装并关闭管路系统(2)以连通槽液密封系统(1)和辅助镀液槽(3)；
3)打开槽液加热系统(4)加热辅助镀液槽(3)中的镀液，待温度达到预设温度，保持镀液在此温度恒定不变；将槽液进液管路(23)打开使辅助镀液槽(3)中的镀液远远不断进入槽液密封系统(1)中，当槽液密封系统(1)中镀液满时，继续进入的镀液使液面增高并通过槽路溢流管路(21)使多余的液体流回辅助镀液槽(3)中；此时，打开槽液搅拌管路(22)，搅拌槽液密封系统(1)中镀液使镀镍磷合金过程中产生的气体析出；如此，槽液密封系统(1)与辅助镀液槽(3)中的镀液不断进行循环交换，保持动态平衡；
4)镀镍磷合金工作结束后，关闭槽液搅拌管路(22)及槽液进液管路(23)，打开槽液排液管路(24)将槽液密封系统(1)中的镀液排空入辅助镀液槽(3)中，以回收镀液并进行后续环保处理；
5)拆装槽液密封系统(1)和管路系统(2)。
2.根据权利要求1所述的一种大中型管类零件内壁局部镀镍磷合金的方法，其特征在于：当镀件待镀镍磷合金的部位位于镀件端部时，所述隔板a(11)、隔板b(12)分别为与镀件内径相匹配的圆形硬质零件和与镀件端部外径相匹配的法兰盘类盖板；当镀件待镀镍磷合金的部位位于镀件内部时，所述隔板a(11)、隔板b(12)为与镀件待镀镍磷合金部位两端内径相匹配的圆形硬质零件。
3.根据权利要求1所述的一种大中型管类零件内壁局部镀镍磷合金的方法，其特征在于：为保证镀层质量、镀速以及节约镀液及材料，所述辅助镀液槽(3)容积为所述槽液密封系统(1)容积的2.5倍。
4.根据权利要求1所述的一种大中型管类零件内壁局部镀镍磷合金的方法，其特征在于：所述槽路溢流管路(21)由三通管(211)和管道组成，三通管(211)一个口用于与所述槽液密封系统(1)上端的管道出口密封连接，一个口用于向上排出气体，一个口用于溢流，即从所述槽液密封系统(1)排出的液体至所述辅助镀液槽(3)中。
5.根据权利要求4所述的一种大中型管类零件内壁局部镀镍磷合金的方法，其特征在于：所述三通管(211)的溢流口高于所述槽液密封系统(1)上表面。
6.根据权利要求1所述的一种大中型管类零件内壁局部镀镍磷合金的方法，其特征在于：所述槽液搅拌管路(22)由循环泵a(221)、液体搅拌管路(222)及阀门a(223)组成，阀门a(223)用于打开或关闭液体搅拌管路(222)，循环泵a(221)用于将镀液从所述辅助镀液槽(3)泵入所述槽液密封系统(1)，所述液体搅拌管路(222)位于所述槽液密封系统(1)上端，用于在循环泵a(221)的作用下高速将镀液泵入所述槽液密封系统(1)已在客观上形成类似的液体搅拌作用。
7.根据权利要求1所述的一种大中型管类零件内壁局部镀镍磷合金的方法，其特征在于：所述槽液进液管路(23)由循环泵b(231)、进液管路(232)及阀门b(233)组成，阀门b(233)用于打开或关闭进液管路(232)，循环泵b(231)用于将镀液从所述辅助镀液槽(3)泵入所述槽液密封系统(1)，进液管路(232)用于密封连接所述槽液密封系统(1)及所述辅助镀液槽(3)。
8.根据权利要求1所述的一种大中型管类零件内壁局部镀镍磷合金的方法，其特征在于：所述槽液排液管路(24)由循环泵c(241)、排液管路(242)及阀门c(243)组成，阀门c(243)用于打开或关闭排液管路(242)，循环泵c(241)用于将镀液从所述槽液密封系统(1)泵入所述辅助镀液槽(3)中以在镀镍磷合金结束后回收镀液，排液管路(242)用于密封连接所述槽液密封系统(1)及所述辅助镀液槽(3)。
9.根据权利要求8所述的一种大中型管类零件内壁局部镀镍磷合金的方法，其特征在于：所述排液管路(242)与所述槽液密封系统(1)连接端低于所述槽液密封系统(1)底面。
10.根据权利要求1-9任一所述的一种大中型管类零件内壁局部镀镍磷合金的方法，其特征在于：所述预设温度在95℃～98℃之间。
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