CN1072466A - 气缸内壁电镀镍-碳化硅工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一铝合金气缸内壁电镀工艺，气缸内 壁经除油、浸蚀、阳极化后进行镍-碳化硅的复合电 镀。在常规的镀镍溶液中加入碳化硅，通过电沉积得 到镍-碳化硅复合镀层。其工艺简单，操作容易，生 产效率高，所得到的镀层硬度高，耐磨性能好，大大提 高了气缸的使用寿命，是一种理想的铝合金气缸内壁 处理工艺。

Description

本发明涉及一种电镀工艺，具体地说是在气缸内表面电镀镍-碳化硅工艺。
目前，国内发动机铝合金气缸内表面的处理工艺有两种：一种是在缸筒表面进行松孔镀铬，这种方法电镀时间长，生产效率低，镀铬后内表面的精加工困难，同时，镀液中含有六价铬，易造成对环境的污染;另一种是在气缸筒内镶合金铸铁缸套，这种方法加工工艺要求高，同时内套的镶入也影响传热效果。岂今为止，镍-碳化硅复合电镀工艺还不见报道。
本发明的目的就是为了克服现有铝合金气缸体内壁各种处理工艺的不足，提供一种工艺简单、操作容易，生产效率高，成本低的电镀镍-碳化硅工艺，进而使铝合金气缸内壁达到耐磨性能好，使用寿命长。
为达到上述目的，一种气缸内壁电镀镍-碳化硅工艺，气缸内壁经除油、浸蚀、阳极化后进行镍-碳化硅复合电镀，其特征在于镍-碳化硅复合电镀的电镀液的成份和工艺规范是：
硫酸镍（NiSO4·7H2O） 200～400克/升
氯化镍（NiCl2） 10～50克/升
硼酸（H3BO3） 20～40克/升
碳化硅（SiC）    50～300克/升
十二烷基硫酸钠（C12H25SO4·Na） 0.5～3克/升
PH值    3.5～6
温度    40℃～60℃
电流密度 2～20A/dm2
时间    10～50分钟
下面详细进行描述：
本发明铝合金气缸，首先经除油处理，除油可为碱性除油、有机溶剂除油或水剂清洗剂除油;除油后进行浸蚀处理，除去除油产生的挂灰，一般用硝酸或硝酸与氢氟酸的混合液进行酸洗处理。清洗干净后，进行阳极化处理，阳极化的目的是为了产生一个多孔的内壁表面，以便提高复合电镀的结合力。一般使用硫酸、磷酸或它们的混合液，溶液浓度为10～40%（重量比），其它工艺条件是电压10～25V，温度10～40℃，时间10～30分钟。
阳极化之后即可进行复合电镀。复合电镀溶液是在常现镀镍溶液中加入碳化硅颗粒，具体电镀液成份及工艺规范如下：
硫酸镍（NiSO4·7H2O） 200～400克/升
氯化镍（NiCl2） 10～50克/升
硼酸（H3BO3） 20～40克/升
碳化硅（SiC）    50～300克/升
十二烷基硫酸钠（C12H25SO4·Na） 0.5～3克/升
PH值    3.5～6
温度    40℃～60℃
电流密度 2～20A/dm2
时间    10～50分钟
上述电解液中硫酸镍是主盐，氯化镍起阳极活化作用，同时也提供少量的镍离子，硼酸起缓冲剂的作用，调整PH值，十二烷基硫酸钠是润湿剂，起表面活性剂的作用，碳化硅是复合镀层的硬质点，一般地碳化硅在镀液中的量为50～300克/升，其浓度高于300克/升，溶液过于稠密，流动性差，镀层的结合力降低;其浓度低于50克/升，则镀层中碳化硅的含量太少，起不到应有的耐磨性。上述镀液中，还可以添加光亮剂等添加剂，以增加内表面亮度。
本发明电镀过程采用灌注流镀，即通过泵循环，使气缸筒内的镀液保持一定量并不断循环;阳极为镍阳极或石墨阳极，置于气缸内筒中间，这样电流密度可以很大，电镀速度快，效率高。通过电沉积，即可得到镍-碳化硅复合镀层。
本发明电镀工艺简单、操作容易、效率高，气缸内壁镀层中碳化硅含量为8～15%，硬度为400～600Hv，镀层均匀性好，耐磨性明显地高于镀铬层、化学镀镍层及铸钢内套，是一种理想的气缸内壁耐磨处理工艺。
实施例1：
一种气缸内壁电镀镍-碳化硅工艺，气缸内壁经除油、浸蚀、阳极化后进行镍-碳化硅复合电镀，具体工艺过程是：
用三氯乙烯蒸汽除油，而后用硝酸10%浸蚀，接着进行阳极化处理，其成份和工艺条件是：硫酸15%，电压15V，温度25℃，时间13分钟，而后进行电镀镍-碳化硅，其电解液成份和工艺规范是：
硫酸镍（NiSO4·7H2O） 350克/升
氯化镍（NiCl2） 20克/升
硼酸（H3BO3） 30克/升
碳化硅（SiC）    200克/升
十二烷基硫酸钠    2克/升
PH值    4.5～5.5
温度    40℃
电流密度 8A/dm2
时间    20分钟
这样得到的镀层厚度为0.11mm，含碳化硅12%（重量比）硬度Hv＝508，耐磨性明显提高。
实施例2：
一种气缸内壁电镀镍-碳化硅工艺，其首先用碱性溶液除去气缸内壁油污，而后用5%的氢氟酸浸蚀，接着进行阳极化处理，阳极化用20%的硫酸，温度10℃，电压10V，时间10分钟，而后进行电镀镍-碳化硅工艺，其电解液成份和工艺规范是：
硫酸镍    200克/升
氯化镍    50克/升
硼酸    40克/升
碳化硅    50克/升
十二烷基硫酸钠    0.5克/升
电流密度 5A/dm2
温度    60℃
PH值    3.5～4
时间    40分钟
这样得到厚度为0.12mm，合碳化硅8%，硬长Hv＝480，耐磨性能好。

Claims (1)

1、一种气缸内壁电镀镍-碳化硅工艺，气缸内壁经除油、浸蚀、阳极化后进行镍-碳化硅复合电镀，其特征在于镍-碳化硅复合电镀的电镀液的成份及工艺规范是：
硫酸镍(NiSO4·7H2O)            200～400克/升
氯化镍(NiCl2)                  10～50克/升
硼酸(H3BO3)                    20～40克/升
碳化硅(SiC)                    50～300克/升
十二烷基硫酸钠(C12H25SO4·Na)  0.5～3克/升
PH值                           3.5～6
温度                           40℃～60℃
电流密度 2～20A/dm2
时间                           10～50分钟
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