CN110565135A - 薄壁零件的电镀方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种薄壁零件的电镀方法，属于电镀技术领域。所述方法包括：按照目标变形处理工艺参数，对待电镀薄壁零件进行变形处理，所述变形处理包括机械加工，所述目标变形处理工艺参数根据薄壁零件在电镀后的平均变形量得到，所述变形量包括变形方向；对变形处理后的待电镀薄壁零件进行电镀处理，所述待电镀薄壁零件在变形处理后的变形方向与所述变形处理后的待电镀薄壁零件在电镀后的变形方向相反。本发明能够满足设计所需求的功能层要求。

Description

薄壁零件的电镀方法

技术领域

本发明涉及电镀技术领域，特别涉及一种薄壁零件的电镀方法。

背景技术

随着技术的发展，机械零件中出现了薄壁零件(零件的壁厚小于或等于0.5mm)。为满足薄壁零件的使用性能，通常采用各种表面处理方法(也称表面功能处理方法)对零件表面进行处理。表面处理方法包括电镀方法。电镀镀层具有应力，将导致薄壁零件出现变形。现有技术一般是在电镀后对薄壁零件进行热处理，以对变形进行校正。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：热处理的方法，一定程度上对电镀镀层造成损伤，达不到设计所需求的功能作用；而且，热处理过程存在热应力，在进行热处理之后，薄壁零件存在再次变形的风险。

发明内容

本发明实施例提供了一种薄壁零件的电镀方法，能够满足设计所需求的功能层要求。所述技术方案如下：

本发明提供了一种薄壁零件的电镀方法，所述薄壁零件的电镀方法包括：

按照目标变形处理工艺参数，对待电镀薄壁零件进行变形处理，所述变形处理包括机械加工，所述目标变形处理工艺参数根据薄壁零件在电镀后的平均变形量得到，所述变形量包括变形方向；

对变形处理后的待电镀薄壁零件进行电镀处理，所述待电镀薄壁零件在变形处理后的变形方向与所述变形处理后的待电镀薄壁零件在电镀后的变形方向相反。

可选地，在所述按照目标变形处理工艺参数，对待电镀薄壁零件进行变形处理之前，所述薄壁零件的电镀方法还包括：

确定薄壁零件在电镀后的平均变形量；

基于确定的薄壁零件在电镀后的平均变形量，确定所述目标变形处理工艺参数。

可选地，所述确定薄壁零件在电镀后的平均变形量，包括：

对多个第一试样分别进行电镀处理，所述第一试样的状态与所述待电镀薄壁零件的状态一致，所述状态包括制造工艺和壁厚；

检测所述多个第一试样在电镀后的变形量；

基于检测的所述多个第一试样在电镀后的变形量，确定薄壁零件在电镀后的平均变形量。

可选地，所述变形量还包括变形角度，

所述基于检测的所述多个第一试样在电镀后的变形量，确定薄壁零件在电镀后的平均变形量，包括：

将所述多个第一试样中任一所述第一试样在电镀后的变形方向的反方向作为薄壁零件在电镀后的平均变形方向；

基于所述多个第一试样在电镀后的变形角度，确定薄壁零件在电镀后的平均变形角度，所述薄壁零件在电镀后的平均变形量包括所述薄壁零件在电镀后的平均变形方向和所述薄壁零件在电镀后的平均变形角度。

可选地，所述基于所述多个第一试样在电镀后的变形角度，确定薄壁零件在电镀后的平均变形角度，包括：

将所述多个第一试样在电镀后的变形角度的平均值，作为薄壁零件在电镀后的平均变形角度。

可选地，所述基于确定的薄壁零件在电镀后的平均变形量，确定所述目标变形处理工艺参数，包括：

基于确定的薄壁零件在电镀后的平均变形量，确定薄壁零件在变形处理后的平均变形量，所述确定的薄壁零件在电镀后的平均变形方向与所述薄壁零件在变形处理后的平均变形方向相反；

基于确定的薄壁零件在变形处理后的平均变形量，确定所述目标变形处理工艺参数。

可选地，所述基于确定的薄壁零件在变形处理后的平均变形量，确定所述目标变形处理工艺参数，包括：

基于确定的薄壁零件在变形处理后的平均变形量，确定试验变形处理工艺参数；

按照确定的试验变形处理工艺参数，对多个第二试样进行变形处理，所述第二试样的状态与所述待电镀薄壁零件的状态一致，所述状态包括制造工艺和壁厚；

确定所述多个第二试样中的第三试样，所述第三试样为，在变形处理后的变形量达到所述确定的薄壁零件在变形处理后的平均变形量的第二试样；

基于所述试验变形处理工艺参数和所述第三试样，确定所述目标变形处理工艺参数。

可选地，所述基于所述试验变形处理工艺参数和所述第三试样，确定所述目标变形处理工艺参数，包括：

将所述第三试样电镀；

检测所述第三试样在电镀后的变形量；

当所述第三试样在电镀后的变形量在目标变形范围时，将所述试验变形处理工艺参数作为所述目标变形处理工艺参数。

可选地，所述薄壁零件的电镀方法还包括：

当所述第三试样在电镀后的变形量不在目标变形范围时，调整所述试验变形处理工艺参数；

基于调整后的试验变形处理工艺参数，确定所述目标变形处理工艺参数。

可选地，所述方法还包括：

对所述多个第二试样中除所述第三试样之外的第二试样进行变形处理的返工处理，直到将返工的第二试样加工成第三试样。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过先对薄壁零件进行与电镀变形反方向的变形处理措施，让薄壁零件在电镀前发生一定变形，再利用电镀变形特点，将发生一定变形的薄壁零件电镀，以让电镀变形抵消电镀前发生的变形，从而实现薄壁零件的校直，由于变形处理是在电镀前，不会对电镀镀层造成损伤，同时，变形处理带来的变形被电镀变形校正，不存在电镀后再变形处理所存在的变形风险，极大的满足了设计所需求的功能层要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种薄壁零件的电镀方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的一种薄壁零件的电镀方法的流程图；

图3是本发明实施例提供的压应力变形和张应力变形示意图；

图4是本发明实施例提供的压应力变形和张应力变形分别对应的变形处理后的变形示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

在本发明实施例中，薄壁零件是指，壁厚不大于0.5mm的零件。薄壁零件在长度方向具有相平行且相对的两个平面，其中一个平面为电镀面，另一个平面为绝缘保护层面，电镀面用于沉积电镀镀层，绝缘保护层面可以在电镀时涂覆绝缘保护层，以避免绝缘保护层面在电镀时沉积电镀镀层。此外，本发明实施例对薄壁零件的形状不作限定，可以是方形、三角形、圆柱状、以及不规则的异形件等。除特别指出之外，各零部件(包括待电镀薄壁零件、第一试样、以及第三试样)在电镀时均为采用同一电镀工艺参数。

图1示出了本发明实施例提供的一种薄壁零件的电镀方法。参见图1，该方法流程包括如下步骤。

步骤101、按照目标变形处理工艺参数，对待电镀薄壁零件进行变形处理。

其中，变形处理包括机械加工。目标变形处理工艺参数根据薄壁零件在电镀后的平均变形量得到，变形量包括变形方向。

步骤102、对变形处理后的待电镀薄壁零件进行电镀处理。

其中，待电镀薄壁零件在变形处理后的变形方向与变形处理后的待电镀薄壁零件在电镀后的变形方向相反。

本发明实施例中，通过先对薄壁零件进行与电镀变形反方向的变形处理措施，让薄壁零件在电镀前发生一定变形，再利用电镀变形特点，将发生一定变形的薄壁零件电镀，以让电镀变形抵消电镀前发生的变形，从而实现薄壁零件的校直，由于变形处理是在电镀前，不会对电镀镀层造成损伤，同时，变形处理带来的变形被电镀变形校正，不存在电镀后再变形处理所存在的变形风险，极大的满足了设计所需求的功能层要求。

图2示出了本发明实施例提供的一种薄壁零件的电镀方法。参见图2，该方法流程包括如下步骤。

步骤201、确定薄壁零件在电镀后的平均变形量。

其中，变形量包括变形方向。变形量还可以包括变形角度。

示例性地，步骤201可以包括如下步骤A-步骤C。

步骤A、对多个第一试样分别进行电镀处理，第一试样的状态与待电镀薄壁零件的状态一致，状态包括制造工艺和壁厚，多个第一试样在电镀时的工艺参数为目标电镀工艺参数。

下面具体介绍一下第一试样所满足的要求。

材质要求：与待电镀薄壁零件相同材质零件。

规格要求：试样长度为待电镀薄壁零件本体长度1/10-1，宽度可根据实际需要选择，厚度与待电镀薄壁零件壁厚相同。

状态要求：所选第一试样所有状态需与待电镀薄壁零件状态一致(如零件的热处理、加工状态)。

数量要求：每次选择3-5件第一试样进行试验。

记录要求：对第一试样平整度进行检查，并做好记录。

标识要求：对每件第一试样在一端进行钢印标识。

第一试样在电镀时，将标识好的第一试样同槽、同状态下进行电镀处理。示例性地，按照执行顺序，电镀工艺流程包括如下步骤：电镀按工件清洗；工件遮蔽；上电镀工装；工件除油；工件清洗；电镀活化；镀层电镀；去除遮蔽及清理；镀层质量检查，结束。该电镀工艺流程仅为示例，本发明实施例还可以采用其他电镀工艺流程。其中，目标电镀工艺参数可以包括电镀工艺流程中镀层电镀阶段设置的电镀温度和阴极电流密度，其取值由电镀材质决定。例如，以镀硬铬为例，镀层电镀阶段中，电镀温度为53-55℃，阴极电流密度为30-35A/dm²。

步骤B、检测多个第一试样在电镀后的变形量。

第一试样电镀完成后，检测待电镀镀层质量。电镀镀层质量包括硬度、结合力、孔隙率等。在待电镀镀层质量合格(例如，达到要求硬度≥900Hv，结合力符合GB5270磨、锯试验要求，孔隙率试验合格等)后，检查各第一试样变形情况。

对于变形方向，变形方向包括压应力方向和张应力方向。电镀镀层的残余应力可分为两类：一类是使镀层本身体积有膨胀趋势的应力，即镀层晶粒之间因有膨胀趋势而相互挤压，故称为压应力，又称为舒张应力；另一类是使镀层体积收缩的应力，即晶格之间因收缩而相互拉紧，故称为张应力，又称为收缩应力或拉应力。图3是本发明实施例提供的压应力变形和张应力变形示意图。参见图3，在压应力作用下，待电镀薄壁零件从绝缘保护层面朝电镀面方向将发生“凸”变形，这时的变形方向为压应力方向；在张应力作用下，待电镀薄壁零件从绝缘保护层面朝电镀面方向将发生“凹”变形，这时的变形方向为张应力方向。

对于变形角度，可以检测第一试样在电镀后的直线度。参见图3，假设压应力变形和张应力变形的变形角度均为α。

步骤C、基于检测的多个第一试样在电镀后的变形量，确定薄壁零件在电镀后的平均变形量。

通过第一试样变形情况，确认薄壁零件在电镀后的平均变形量。示例性地，当变形量包括变形方向和变形角度时，步骤C可以包括如下步骤。

第C1步、将多个第一试样中任一第一试样在电镀后的变形方向的反方向作为薄壁零件在电镀后的平均变形方向。

第C2步、基于多个第一试样在电镀后的变形角度，确定薄壁零件在电镀后的平均变形角度，薄壁零件在电镀后的平均变形量包括薄壁零件在电镀后的平均变形方向和薄壁零件在电镀后的平均变形角度。

示例性地，第C2步可以包括：将多个第一试样在电镀后的变形角度的平均值，作为薄壁零件在电镀后的平均变形角度。

步骤202、基于确定的薄壁零件在电镀后的平均变形量，确定目标变形处理工艺参数。

其中，机械加工可以是机械冲压加工，变形处理工艺参数包括冲压模具的结构参数、冲压机的行程次数、以及冲压机的冲压力大小。冲压模具能够保证待冲压件的尺寸、以及形状精度。在冲压加工时，待冲压件放置于冲压模具，冲压机向冲压模具不断施加冲压力，使待冲压件在冲压模具里直接受到变形力并进行变形。

示例性地，步骤202可以包括步骤D-步骤E。

步骤D、基于确定的薄壁零件在电镀后的平均变形量，确定薄壁零件在变形处理后的平均变形量。其中，确定的薄壁零件在电镀后的平均变形方向与薄壁零件在变形处理后的平均变形方向相反，确定的薄壁零件在电镀后的平均变形角度与薄壁零件在变形处理后的平均变形角度相同。

步骤E、基于确定的薄壁零件在变形处理后的平均变形量，确定目标变形处理工艺参数。

示例性地，步骤E可以包括如下步骤。

第E1步、基于确定的薄壁零件在变形处理后的平均变形量，确定试验变形处理工艺参数。

可以通过计算机仿真方法，基于确定的薄壁零件在变形处理后的平均变形量，确定试验变形处理工艺参数。在确定出试验变形处理工艺参数之后，可以基于试验变形处理工艺参数中的冲压模具的结构参数，制备相应的冲压模具。

第E2步、按照确定的试验变形处理工艺参数，对多个第二试样进行变形处理，第二试样的状态与待电镀薄壁零件的状态一致，状态包括制造工艺和壁厚。

其中，第二试样与第一试样采用同样的制造方法得到、且形状和构造均相同。

第E3步、确定多个第二试样中的第三试样，第三试样为，在变形处理后的变形量达到确定的薄壁零件在变形处理后的平均变形量的第二试样。

第E4步、基于试验变形处理工艺参数和第三试样，确定目标变形处理工艺参数。

示例性地，第E4步可以包括如下步骤。

第E41步、将第三试样电镀。

第三试样在电镀时的工艺参数为目标电镀工艺参数。

第E42步、检测第三试样在电镀后的变形量。

当第三试样在电镀后的变形量在目标变形范围时，执行第E43步。

当第三试样在电镀后的变形量不在目标变形范围时，执行第E44步。

第E43步、将试验变形处理工艺参数作为目标变形处理工艺参数。

第E44步、调整试验变形处理工艺参数。

例如，可以调整冲压模具的结构参数，可以调整冲压行程次数，还可以调整冲压力大小。

第E45步、基于调整后的试验变形处理工艺参数，确定目标变形处理工艺参数。

示例性地，步骤E还可以包括第E5步。

第E5步、对多个第二试样中除第三试样之外的第二试样进行变形处理的返工处理，直到将返工的第二试样加工成第三试样。

返工处理可以是继续进行冲压变形。

步骤D-步骤E中，选用第二试样，通过机械冲压变形方式，将第二试样进行冲压变形。冲压变形完成后，检测变形情况是否合格(是否达到在变形处理后的平均变形量)，对冲压不合格的第二试样可进行返工处理，直到达到薄壁零件在变形处理后的平均变形量。将冲压变形合格的第二试样，进行同槽电镀。电镀层合格后，测量试样平整度。若平整合格，后续按照第二试样的冲压变形工艺参数进行操作。若平整度不合格，对冲压变形工艺稍作调整，直到电镀后平整度合格为止。

步骤203、按照目标变形处理工艺参数，对待电镀薄壁零件进行变形处理。

其中，变形处理包括机械加工。目标变形处理工艺参数根据薄壁零件在电镀后的平均变形量得到，变形量包括变形方向。

图4是本发明实施例提供的压应力变形和张应力变形分别对应的变形处理后的变形示意图。参见图3和图4，电镀变形将抵消电镀前发生的变形。

步骤204、对变形处理后的待电镀薄壁零件进行电镀处理。

其中，待电镀薄壁零件在变形处理后的变形方向与变形处理后的待电镀薄壁零件在电镀后的变形方向相反。

待电镀薄壁零件在电镀时的工艺参数为目标电镀工艺参数。

本发明实施例中，通过先对薄壁零件进行与电镀变形反方向的变形处理措施，让薄壁零件在电镀前发生一定变形，再利用电镀变形特点，将发生一定变形的薄壁零件电镀，以让电镀变形抵消电镀前发生的变形，从而实现薄壁零件的校直，由于变形处理是在电镀前，不会对电镀镀层造成损伤，同时，变形处理带来的变形被电镀变形校正，不存在电镀后再变形处理所存在的变形风险，极大的满足了设计所需求的功能层要求。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种薄壁零件的电镀方法，其特征在于，所述薄壁零件的电镀方法包括：

按照目标变形处理工艺参数，对待电镀薄壁零件进行变形处理，所述变形处理包括机械加工，所述目标变形处理工艺参数根据薄壁零件在电镀后的平均变形量得到，所述变形量包括变形方向；

对变形处理后的待电镀薄壁零件进行电镀处理，所述待电镀薄壁零件在变形处理后的变形方向与所述变形处理后的待电镀薄壁零件在电镀后的变形方向相反。

2.根据权利要求1所述的薄壁零件的电镀方法，其特征在于，在所述按照目标变形处理工艺参数，对待电镀薄壁零件进行变形处理之前，所述薄壁零件的电镀方法还包括：

确定薄壁零件在电镀后的平均变形量；

基于确定的薄壁零件在电镀后的平均变形量，确定所述目标变形处理工艺参数。

3.根据权利要求2所述的薄壁零件的电镀方法，其特征在于，所述确定薄壁零件在电镀后的平均变形量，包括：

对多个第一试样分别进行电镀处理，所述第一试样的状态与所述待电镀薄壁零件的状态一致，所述状态包括制造工艺和壁厚；

检测所述多个第一试样在电镀后的变形量；

基于检测的所述多个第一试样在电镀后的变形量，确定薄壁零件在电镀后的平均变形量。

4.根据权利要求3所述的薄壁零件的电镀方法，其特征在于，所述变形量还包括变形角度，

所述基于检测的所述多个第一试样在电镀后的变形量，确定薄壁零件在电镀后的平均变形量，包括：

将所述多个第一试样中任一所述第一试样在电镀后的变形方向的反方向作为薄壁零件在电镀后的平均变形方向；

基于所述多个第一试样在电镀后的变形角度，确定薄壁零件在电镀后的平均变形角度，所述薄壁零件在电镀后的平均变形量包括所述薄壁零件在电镀后的平均变形方向和所述薄壁零件在电镀后的平均变形角度。

5.根据权利要求4所述的薄壁零件的电镀方法，其特征在于，所述基于所述多个第一试样在电镀后的变形角度，确定薄壁零件在电镀后的平均变形角度，包括：

将所述多个第一试样在电镀后的变形角度的平均值，作为薄壁零件在电镀后的平均变形角度。

6.根据权利要求2所述的薄壁零件的电镀方法，其特征在于，所述基于确定的薄壁零件在电镀后的平均变形量，确定所述目标变形处理工艺参数，包括：

基于确定的薄壁零件在电镀后的平均变形量，确定薄壁零件在变形处理后的平均变形量，所述确定的薄壁零件在电镀后的平均变形方向与所述薄壁零件在变形处理后的平均变形方向相反；

基于确定的薄壁零件在变形处理后的平均变形量，确定所述目标变形处理工艺参数。

7.根据权利要求6所述的薄壁零件的电镀方法，其特征在于，所述基于确定的薄壁零件在变形处理后的平均变形量，确定所述目标变形处理工艺参数，包括：

基于确定的薄壁零件在变形处理后的平均变形量，确定试验变形处理工艺参数；

按照确定的试验变形处理工艺参数，对多个第二试样进行变形处理，所述第二试样的状态与所述待电镀薄壁零件的状态一致，所述状态包括制造工艺和壁厚；

确定所述多个第二试样中的第三试样，所述第三试样为，在变形处理后的变形量达到所述确定的薄壁零件在变形处理后的平均变形量的第二试样；

基于所述试验变形处理工艺参数和所述第三试样，确定所述目标变形处理工艺参数。

8.根据权利要求7所述的薄壁零件的电镀方法，其特征在于，所述基于所述试验变形处理工艺参数和所述第三试样，确定所述目标变形处理工艺参数，包括：

将所述第三试样电镀；

检测所述第三试样在电镀后的变形量；

当所述第三试样在电镀后的变形量在目标变形范围时，将所述试验变形处理工艺参数作为所述目标变形处理工艺参数。

9.根据权利要求8所述的薄壁零件的电镀方法，其特征在于，所述薄壁零件的电镀方法还包括：

当所述第三试样在电镀后的变形量不在目标变形范围时，调整所述试验变形处理工艺参数；

基于调整后的试验变形处理工艺参数，确定所述目标变形处理工艺参数。

10.根据权利要求7所述的薄壁零件的电镀方法，其特征在于，所述薄壁零件的电镀方法还包括：

对所述多个第二试样中除所述第三试样之外的第二试样进行变形处理的返工处理，直到将返工的第二试样加工成第三试样。