CN111041463A - 一种无油涡旋空压机动、静涡旋盘及其镀镍硼工艺 - Google Patents

一种无油涡旋空压机动、静涡旋盘及其镀镍硼工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种无油涡旋空压机动、静涡旋盘及其镀镍硼工艺。上述镀镍硼工艺具体步骤为化学除油，电解除油，盐酸浸渍，化学镀镍硼，镀后热处理，钝化处理和烘干处理，以硼氢化钠为还原剂进行化学镀镍时，其还原当量比次磷酸盐高得多，而且所获得的镍硼合金镀层的可焊性、耐磨性，硬度和化学稳定性等性能均远远地优于其他化学镀镍层例如化学镀镍磷。

Description

一种无油涡旋空压机动、静涡旋盘及其镀镍硼工艺
技术领域
本发明涉及涡旋压缩机技术领域，尤其是一种无油涡旋空压机动、静涡旋盘及其镀镍硼工艺。
背景技术
目前无油涡旋空压机涡旋盘的材料均采用铝合金，其表面均采用硬质阳极氧化处理工艺，径尺寸大小主要由空压机的排气量和驱动功率来确定，就目前的技术水平和制造能力，涡旋盘的外径均不超过400mm，驱动功率均不超过11kW，无油涡旋空压机対涡旋盘的几何尺寸精度要求极高，通常偏差要求都小于0.01mm。
由于涡旋盘的表面采用硬质阳极氧化处理工艺，氧化膜的厚度和均匀度无法精确控制在要求的范围内，因此，即使高精度加工中心加工出了合格精度的涡旋盘，经过硬质阳极氧化处理工艺流程后，其精度也无法达到合格精度要求，另外，氧化膜镀层也严重影响涡旋盘的散热性能。
发明内容
鉴于上述状况，有必要提供一种采用化学镀镍硼工艺覆有化学镀镍硼镀层的无油涡旋空压机动、静涡旋盘。
为了实现上述目的，本发明提供一种无油涡旋空压机动、静涡旋盘，所述动、静涡旋盘至少有一涡旋盘的全部表面或工作表面设有化学镀镍硼镀层。
进一步地，所述化学镀镍硼镀层的厚度为10-15微米。
本发明还提供了一种无油涡旋空压机动、静涡旋盘镀镍硼工艺，具体步骤如下：
步骤一，化学除油，将无油涡旋空压机动、静涡旋盘置于氢氧化钠、碳酸钠和偏硼酸钠按2:3:3质量比的混合溶液槽中除去表面油污，所述混合溶液槽中温度为60-80℃，化学除油时间为10-30min，之后进行多次水洗；
步骤二，电解除油，将无油涡旋空压机动、静涡旋盘置于氢氧化钠、碳酸钠和偏硼酸钠按2:3:3质量比的碱性溶液电解槽中，所述碱性溶液电解槽内温度为60-80℃，首先将无油涡旋空压机动、静涡旋盘作为阴极进行通电除油，阴极反应时间为3-7min，然后将无油涡旋空压机动、静涡旋盘作为阳极进行通电除油，阳极反应时间为0.5-2min，之后进行多次水洗；
步骤三，盐酸浸渍，将无油涡旋空压机动、静涡旋盘置于质量分数为30％的盐酸水溶液槽中，所述盐酸水溶液用于去除无油涡旋空压机动、静涡旋盘表面的氧化膜和除锈，之后进行多次水洗；
步骤四，化学镀镍硼，首先将质量比为1-1.2:92的硼氢化钠和氢氧化钠在一储液罐内用蒸馏水完全溶解得到PH值为13-14的水溶液，同时将质量比为15:26的氯化镍和乙二胺在另一储液罐内用蒸馏水完全溶解，然后将两储液罐的水溶液放入混合罐中得到镀液，之后加入适量的稳定剂，最后将无油涡旋空压机动、静涡旋盘置于混合罐中进行化学镀镍硼，将混合罐内的镀液升温至89-95℃持续40-60min，之后进行多次水洗；
步骤五，镀后热处理，将无油涡旋空压机动、静涡旋盘置于温控箱里，所述温控箱的温度设置为80-100℃，保持恒温120min在温控箱里用热风吹干；
步骤六，钝化处理，将无油涡旋空压机动、静涡旋盘置于钝化反应罐中，所述钝化反应罐内的温度为70-85℃，钝化时间为10-25min，之后进行多次水洗。
步骤七，烘干处理，将无油涡旋空压机动、静涡旋盘置于温控箱里，所述温控箱的温度设置为80-100℃，保持恒温120min在温控箱里用热风吹干。
进一步地，步骤一中混合溶液中还包括乳化剂，所述乳化剂为OP-10，所述OP-10的体积百分溶度为1mL/L。
进一步地，步骤二中当无油涡旋空压机动、静涡旋盘作为阳极进行通电除油时，阴极为镍板。
进一步地，步骤四中溶解硼氢化钠和氢氧化钠的蒸馏水占镀液总体积的三分之二，步骤四中溶解氯化镍和乙二胺的蒸馏水占镀液总体积的三分之一。
进一步地，所述水洗包括清水水洗、超声波水洗和去离子水洗。
进一步地，步骤四中的所述稳定剂为偏硼酸钠。
进一步地，步骤四中的所述稳定剂为联苯。
进一步地，步骤六中所述钝化反应罐内的钝化液包括重铬酸钾、铝酸铵、氯化钾、氢氧化钠和氟化钠。
本发明的有益效果：
1、将表面硬质阳极氧化工艺改为化学镀镍硼工艺处理铝合金涡旋盘表面，由于采用化学镀镍硼工艺能够精确控制镀镍厚度和均匀度，因此极大地改善了涡旋盘的精度，从而提高了无油涡旋空压机整机的性能和可靠性。
2、将表面硬质阳极氧化工艺改为化学镀镍硼工艺处理铝合金涡旋盘表面，由于采用化学镀镍硼工艺，镀镍层经热处理后其硬度相比硬质阳极氧化层有了极大的提高，因此，大大降低了涡旋盘密封条与涡旋盘底面的摩擦力，从而改善了无油涡旋空压机的运行状况，提高了旋盘密封条的运行寿命。
3、将表面硬质阳极氧化工艺改为化学镀镍硼工艺处理铝合金涡旋盘表面，由于采用化学镀镍硼工艺，镀镍层保持了原有的金属特性，其散热性能大大优于硬质阳极氧化层，因此，采用化学镀镍硼工艺处理的涡旋盘显著地降低了无油涡旋空压机机体的运行温度，从而提升了空压机的性能，降低了故障率提高了可靠性。
4、以硼氢化钠为还原剂进行化学镀镍时，其还原当量比次磷酸盐高得多，而且所获得的镍硼合金镀层的可焊性、耐磨性，硬度和化学稳定性等性能均远远地优于其他化学镀镍层例如化学镀镍磷。
附图说明
图1是本发明实施例镀镍硼工艺流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明一种无油涡旋空压机动、静涡旋盘及其镀镍硼工艺进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明所提供实施方式中的无油涡旋空压机动、静涡旋盘至少有一涡旋盘的全部表面或工作表面设有化学镀镍硼镀层。
进一步地，本发明的化学镀镍硼镀层的厚度为10-15微米。
本发明还提供了无油涡旋空压机动、静涡旋盘镀镍硼工艺，具体步骤如下：
步骤一，化学除油，将无油涡旋空压机动、静涡旋盘置于氢氧化钠、碳酸钠和偏硼酸钠按2:3:3质量比的混合溶液槽中除去表面油污，混合溶液槽内温度设置为60-80℃，化学除油时间为10-30min，之后进行多次水洗。
化学除油是利用碱溶液的皂化作用和表面活性物质对非皂化性油脂的乳化作用，除去试件表面上的各种油污。
步骤二，电解除油，将无油涡旋空压机动、静涡旋盘置于氢氧化钠、碳酸钠和偏硼酸钠按2:3:3质量比的碱性溶液电解槽中，碱性溶液电解槽内温度为60-80℃，首先无油涡旋空压机动、静涡旋盘作为阴极进行通电除油，阴极反应时间为3-7min，然后将无油涡旋空压机动、静涡旋盘作为阳极进行通电除油，阳极反应时间为0.5-2min，之后进行多次水洗。
铝合金型材电解除油时，不论零件作为阴极还是阳极，其表面都大量的析出气体，这个过程实质是水的电解：
Figure BDA0002324566440000051
当工件作为阳极时，其表面上进行的是氧化过程并析出氧气:
4OH--4e-＝2H2O+H2↑ (2)
当工件作为阴极时，其表面上进行的是还原过程并析出氢气:
2H++2e-＝H2↑ (3)
电化学除油的原理是：阴极上析出的氢气或铝型材阳极上析出的氧气，对金属表面的溶液产生搅动作用，促进油污脱离金属表面，同时金属表面的溶液不断更新，加速了皂化和乳化作用，电极上析出的气体，把附着于表面的油膜薄层破坏，小气泡从油滴附近的电极上脱离而滞留于油滴的表面上，并停留在油与溶液的界面上，由于新的气泡不断析出，小气泡逐渐变大，使油滴在气泡的影响下脱离金属表面，而被气泡带到溶液表面上来，因此电化学除油比碱液除油的效果要好,电化学除油时，提高溶液的温度和提高电流密度都能提高除油的效果。
步骤三，盐酸浸渍，将无油涡旋空压机动、静涡旋盘置于质量分数为30％的盐酸水溶液槽中，盐酸水溶液用于去除无油涡旋空压机动、静涡旋盘表面的氧化膜和除锈，之后进行多次水洗。
步骤四，化学镀镍硼，首先将质量比为1-1.2:92的硼氢化钠和氢氧化钠在一储液罐内用蒸馏水完全溶解得到PH值为13-14的水溶液，同时将质量比为15:26的氯化镍和乙二胺在另一储液罐内用蒸馏水完全溶解，然后将两储液罐的水溶液放入混合罐中得到镀液，之后加入适量的稳定剂，最后将无油涡旋空压机动、静涡旋盘置于混合罐中进行化学镀镍硼，将混合罐内的镀液升温至89-95℃持续40-60min，之后进行多次水洗。
因为镍自身具有良好的催化活性，故化学镀镍是一个自催化过程，在使用硼氢化钠为还原剂时，则可将化学镀镍反应表示如下：
BH4 -+4Ni2++8OH-＝4Ni+BO2 -+6H2O (4)
2BH4 -+4Ni2++6OH-＝2Ni2B+6H2O+H2↑ (5)
在化学镀镍反应的同时，还会发生硼氢化钠的水解副反应：
BH4 -+2H2O＝BO2 -+4H2↑ (6)
这个副反应消耗了贵重的还原剂，因此采用氢氧化钠和稳定剂来抑制反应(6)的发生。
步骤五，镀后热处理，将无油涡旋空压机动、静涡旋盘置于温控箱里，温控箱的温度设置为80-100℃，保持恒温120min，之后在温控箱里用热风吹干。
步骤六，钝化处理，将无油涡旋空压机动、静涡旋盘置于钝化反应罐中，钝化液的的温度为70-85℃，钝化时间为10-25min，之后进行多次水洗。
步骤七，烘干处理，将无油涡旋空压机动、静涡旋盘置于温控箱里，所述温控箱的温度设置为80-100℃，保持恒温120min在温控箱里用热风吹干。
实施例一
一种无油涡旋空压机动、静涡旋盘镀镍硼工艺，具体步骤如下：
步骤一，化学除油，将无油涡旋空压机动、静涡旋盘置于氢氧化钠、碳酸钠和偏硼酸钠按2:3:3质量比的混合溶液槽中除去表面油污，混合溶液槽中温度为80℃，化学除油时间为10min，之后进行多次水洗；
步骤二，电解除油，将无油涡旋空压机动、静涡旋盘置于氢氧化钠、碳酸钠和偏硼酸钠按2:3:3质量比的混合溶液电解槽中，碱性溶液电解槽内温度为80℃，首先无油涡旋空压机动、静涡旋盘作为阴极进行通电除油，阴极反应时间为3min，然后将无油涡旋空压机动、静涡旋盘作为阳极进行通电除油，阳极反应时间为0.5min，之后进行多次水洗；
步骤三，盐酸浸渍，将无油涡旋空压机动、静涡旋盘置于质量分数为30％的盐酸水溶液槽中，所述盐酸水溶液用于去除无油涡旋空压机动、静涡旋盘表面的氧化膜和除锈，之后进行多次水洗；
步骤四，化学镀镍硼，首先将质量比为1.2:92的硼氢化钠和氢氧化钠在一储液罐内用蒸馏水完全溶解得到PH值为13的水溶液，同时将质量比为15:26的氯化镍和乙二胺在另一储液罐内用蒸馏水完全溶解，然后将两储液罐的水溶液放入混合罐中得到镀液，之后加入适量的稳定剂，最后将无油涡旋空压机动、静涡旋盘置于混合罐中进行化学镀镍硼，将混合罐内的镀液升温至95℃持续40min，之后进行多次水洗；
步骤五，镀后热处理，将无油涡旋空压机动、静涡旋盘置于温控箱里，所述温控箱的温度设置为100℃，保持恒温120min，之后在温控箱里用热风吹干；
步骤六，钝化处理，将无油涡旋空压机动、静涡旋盘置于钝化反应罐中，反应罐内的的温度为85℃，钝化时间为10min，之后进行多次水洗。
步骤七，烘干处理，将无油涡旋空压机动、静涡旋盘置于温控箱里，所述温控箱的温度设置为100℃，保持恒温120min在温控箱里用热风吹干。
实施例二
一种无油涡旋空压机动、静涡旋盘镀镍硼工艺，具体步骤如下：
步骤一，化学除油，将无油涡旋空压机动、静涡旋盘置于氢氧化钠、碳酸钠和偏硼酸钠按2:3:3质量比的混合溶液槽中除去表面油污，混合溶液槽中温度为60℃，化学除油时间为30min，之后进行多次水洗；
步骤二，电解除油，将无油涡旋空压机动、静涡旋盘置于氢氧化钠、碳酸钠和偏硼酸钠按2:3:3质量比的混合溶液电解槽中，碱性溶液电解槽内温度为60℃，首先无油涡旋空压机动、静涡旋盘作为阴极进行通电除油，阴极反应时间为7min，然后将无油涡旋空压机动、静涡旋盘作为阳极进行通电除油，阳极反应时间为2min，之后进行多次水洗；
步骤三，盐酸浸渍，将无油涡旋空压机动、静涡旋盘置于质量分数为30％的盐酸水溶液槽中，所述盐酸水溶液用于去除无油涡旋空压机动、静涡旋盘表面的氧化膜和除锈，之后进行多次水洗；
步骤四，化学镀镍硼，首先将质量比为1:92的硼氢化钠和氢氧化钠在一储液罐内用蒸馏水完全溶解得到PH值为14的水溶液，同时将质量比为15:26的氯化镍和乙二胺在另一储液罐内用蒸馏水完全溶解，然后将两储液罐的水溶液放入混合罐中得到镀液，之后加入适量的稳定剂，最后将无油涡旋空压机动、静涡旋盘置于混合罐中进行化学镀镍硼，将混合罐内的镀液升温至89℃持续60min，之后进行多次水洗；
步骤五，镀后热处理，将无油涡旋空压机动、静涡旋盘置于温控箱里，所述温控箱的温度设置为80℃，保持恒温120min，之后在温控箱里用热风吹干；
步骤六，钝化处理，将无油涡旋空压机动、静涡旋盘置于钝化反应罐中，反应罐内的的温度为70℃，钝化时间为25min，之后进行多次水洗。
步骤七，烘干处理，将无油涡旋空压机动、静涡旋盘置于温控箱里，所述温控箱的温度设置为80℃，保持恒温120min在温控箱里用热风吹干。
实施例三
一种无油涡旋空压机动、静涡旋盘镀镍硼工艺，具体步骤如下：
步骤一，化学除油，将无油涡旋空压机动、静涡旋盘置于氢氧化钠、碳酸钠和偏硼酸钠按2:3:3质量比的混合溶液槽中除去表面油污，混合溶液槽中温度为70℃，化学除油时间为20min，之后进行多次水洗；
步骤二，电解除油，将无油涡旋空压机动、静涡旋盘置于氢氧化钠、碳酸钠和偏硼酸钠按2:3:3质量比的碱性溶液电解槽中，碱性溶液电解槽内温度为75℃，首先无油涡旋空压机动、静涡旋盘作为阴极进行通电除油，阴极反应时间为5min，然后将无油涡旋空压机动、静涡旋盘作为阳极进行通电除油，阳极反应时间为1.2min，之后进行多次水洗；
步骤三，盐酸浸渍，将无油涡旋空压机动、静涡旋盘置于质量分数为30％的盐酸水溶液槽中，盐酸水溶液用于去除无油涡旋空压机动、静涡旋盘表面的氧化膜和除锈，之后进行多次水洗；
步骤四，化学镀镍硼，首先将质量比为1.1:92的硼氢化钠和氢氧化钠在一储液罐内用蒸馏水完全溶解得到PH值为13.5的水溶液，同时将质量比为15:26的氯化镍和乙二胺在另一储液罐内用蒸馏水完全溶解，然后将两储液罐的水溶液放入混合罐中得到镀液，之后加入适量的稳定剂，最后将无油涡旋空压机动、静涡旋盘置于混合罐中进行化学镀镍硼，将混合罐内的镀液升温至92℃持续50min，之后进行多次水洗；
步骤五，镀后热处理，将无油涡旋空压机动、静涡旋盘置于温控箱里，温控箱的温度设置为90℃，保持恒温120min，之后在温控箱里用热风吹干；
步骤六，钝化处理，将无油涡旋空压机动、静涡旋盘置于钝化反应罐中，钝化液的的温度为77℃，钝化时间为17min，之后进行多次水洗。
步骤七，烘干处理，将无油涡旋空压机动、静涡旋盘置于温控箱里，所述温控箱的温度设置为90℃，保持恒温120min在温控箱里用热风吹干。
优选地，步骤一中混合溶液中还包括乳化剂，乳化剂为OP-10，OP-10的体积百分溶度为1mL/L，乳化剂OP-10一种化工原料，它是烷基酚与环氧乙烷的缩合物，例如烷基酚聚氧乙烯醚，具有优良的匀染、乳化、润湿、扩散，抗静电性，在洗涤剂行业是洗涤剂的主要成分，起去油作用。
优选地，步骤二中当无油涡旋空压机动、静涡旋盘作为阳极进行通电除油时，阴极为镍板，镍板有催化活性可以加快反应的速度。
优选地，步骤四中溶解硼氢化钠和氢氧化钠的蒸馏水占镀液总体积的三分之二，步骤四中溶解氯化镍和乙二胺的蒸馏水占镀液总体积的三分之一，最大限度的保证镀液的PH值不受大的影响保持在13以上，抑制反应(6)的发生。
优选地，水洗包括清水水洗、超声波水洗和去离子水洗。
优选地，步骤四中的所述稳定剂为偏硼酸钠，通过化学平衡原理，加入偏硼酸钠使得反应(6)的逆反应中的偏硼酸钠溶度增加，从而抑制了反应(6)的发生。
优选地，步骤四中的所述稳定剂为联苯，用联苯做催化剂处理，增大活化能。
优选地，步骤六中钝化反应罐内的钝化液包括重铬酸钾、铝酸铵、氯化钾、氢氧化钠和氟化钠，为了达到很好的钝化孔隙效果，钝化处理通过金属界面上的化学反应，生成不溶性的还原产物Cr2O3。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种无油涡旋空压机动、静涡旋盘，其特征在于，所述动、静涡旋盘至少有一涡旋盘的全部表面或工作表面设有化学镀镍硼镀层。
2.如权利要求1所述的一种无油涡旋空压机动、静涡旋盘，其特征在于，所述化学镀镍硼镀层的厚度为10-15微米。
3.一种无油涡旋空压机动、静涡旋盘镀镍硼工艺，其特征在于，具体步骤如下：
步骤一，化学除油，将无油涡旋空压机动、静涡旋盘置于氢氧化钠、碳酸钠和偏硼酸钠按2:3:3质量比的混合溶液槽中除去表面油污，所述混合溶液槽中温度为60-80℃，化学除油时间为10-30min，之后进行多次水洗；
步骤二，电解除油，将无油涡旋空压机动、静涡旋盘置于氢氧化钠、碳酸钠和偏硼酸钠按2:3:3质量比的碱性溶液电解槽中，所述碱性溶液电解槽内温度为60-80℃，首先将无油涡旋空压机动、静涡旋盘作为阴极进行通电除油，阴极反应时间为3-7min，然后将无油涡旋空压机动、静涡旋盘作为阳极进行通电除油，阳极反应时间为0.5-2min，之后进行多次水洗；
步骤三，盐酸浸渍，将无油涡旋空压机动、静涡旋盘置于质量分数为30％的盐酸水溶液槽中，所述盐酸水溶液用于去除无油涡旋空压机动、静涡旋盘表面的氧化膜和除锈，之后进行多次水洗；
步骤四，化学镀镍硼，首先将质量比为1-1.2:92的硼氢化钠和氢氧化钠在一储液罐内用蒸馏水完全溶解得到PH值为13-14的水溶液，同时将质量比为15:26的氯化镍和乙二胺在另一储液罐内用蒸馏水完全溶解，然后将两储液罐的水溶液放入混合罐中得到镀液，之后加入适量的稳定剂，最后将无油涡旋空压机动、静涡旋盘置于混合罐中进行化学镀镍硼，将混合罐内的镀液升温至89-95℃持续40-60min，之后进行多次水洗；
步骤五，镀后热处理，将无油涡旋空压机动、静涡旋盘置于温控箱里，所述温控箱的温度设置为80-100℃，保持恒温120min在温控箱里用热风吹干；
步骤六，钝化处理，将无油涡旋空压机动、静涡旋盘置于钝化反应罐中，所述钝化反应罐内的温度为70-85℃，钝化时间为10-25min，之后进行多次水洗。
步骤七，烘干处理，将无油涡旋空压机动、静涡旋盘置于温控箱里，所述温控箱的温度设置为80-100℃，保持恒温120min在温控箱里用热风吹干。
4.如权利要求3所述的无油涡旋空压机动、静涡旋盘镀镍硼工艺，其特征在于，步骤一中混合溶液中还包括乳化剂，所述乳化剂为OP-10，所述OP-10的体积百分溶度为1mL/L。
5.如权利要求3所述的无油涡旋空压机动、静涡旋盘镀镍硼工艺，其特征在于，步骤二中当无油涡旋空压机动、静涡旋盘作为阳极进行通电除油时，阴极为镍板。
6.如权利要求3所述的无油涡旋空压机动、静涡旋盘镀镍硼工艺，其特征在于，步骤四中溶解硼氢化钠和氢氧化钠的蒸馏水占镀液总体积的三分之二，步骤四中溶解氯化镍和乙二胺的蒸馏水占镀液总体积的三分之一。
7.如权利要求3所述的无油涡旋空压机动、静涡旋盘镀镍硼工艺，其特征在于，所述水洗包括清水水洗、超声波水洗和去离子水洗。
8.如权利要求3所述的无油涡旋空压机动、静涡旋盘镀镍硼工艺，其特征在于，步骤四中的所述稳定剂为偏硼酸钠。
9.如权利要求3所述的无油涡旋空压机动、静涡旋盘镀镍硼工艺，其特征在于，步骤四中的所述稳定剂为联苯。
10.如权利要求3所述的无油涡旋空压机动、静涡旋盘镀镍硼工艺，其特征在于，步骤六中所述钝化反应罐内的钝化液包括重铬酸钾、铝酸铵、氯化钾、氢氧化钠和氟化钠。
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