CN111172569A - 雷达液压缸活塞杆的防腐处理方法 - Google Patents

雷达液压缸活塞杆的防腐处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种雷达液压缸活塞杆的防腐处理方法，以提高活塞杆的防腐蚀和耐磨损性能。该雷达液压缸活塞杆的防腐处理方法包括以下步骤：电镀锌镍合金：先在活塞杆表面电镀锌镍合金层，合金层的厚度为9μm～15μm；电镀耐磨硬铬：然后在电镀锌镍合金层后的活塞杆表面继续电镀硬铬层，所镀硬铬层厚度为50μm～70μm；在活塞杆上形成复合镀层。本发明对液压缸活塞杆表面进行电镀锌镍合金底层后镀硬铬，相比于液压缸活塞杆常规的电镀单层硬铬、电镀乳白‑耐磨双层铬，其防腐蚀性能更加优越。此技术可广泛应用于长期工作在恶劣海洋气候环境下的雷达电子设备中使用的液压缸。

Description

雷达液压缸活塞杆的防腐处理方法
技术领域
本发明涉及一种对液压缸活塞杆（钢调质处理）表面电镀层的处理方法，通过处理在活塞杆表面生成复合镀层的方法。该技术适用于液压缸在恶劣海洋气候环境下长期使用的防腐蚀要求。属于机动雷达电子设备液压传动系统技术领域。
背景技术
机动雷达电子设备，通常使用液压传动系统实现天线座车自动调平和天线系统展开/折叠、举升/趴俯功能。而机动雷达长期工作在恶劣海洋气候环境下，部分液压缸活塞杆可能长期暴露在大气环境中，容易受到湿热、高盐雾、雨水、尘埃、工业大气污染等侵蚀，防腐蚀措施尤为重要。
液压缸活塞杆常规的表面防腐蚀镀覆方法有：镀单层硬铬、镀乳白-耐磨双层铬等。对于其他行业，一般液压缸工作时活塞杆不会长期暴露在大气中，镀单层硬铬、镀乳白-耐磨双层铬能够满足长期工作的防腐蚀要求。但对于机动雷达液压传动系统，部分液压缸活塞杆可能长期暴露在恶劣海洋气候环境下，其防腐蚀性能就不能满足长期使用要求。
发明内容
本发明提出一种雷达液压缸活塞杆的防腐蚀处理方法，处理后活塞杆的具有良好的防腐蚀和耐磨损性能。
本发明的具体技术方案如下：
一种雷达液压缸活塞杆的防腐蚀处理方法，该方法包括以下步骤：
电镀锌镍合金：先在活塞杆表面电镀锌镍合金层，合金层的厚度为9μm～15μm。
电镀耐磨硬铬：然后在电镀锌镍合金层后的活塞杆表面继续电镀硬铬层，所镀硬铬层厚度为50μm～70μm；在活塞杆上形成复合镀层。
该方法中：电镀锌镍合金层时，电镀液中镍离子与锌离子的质量浓度比控制在(1.2～1.5)∶10，锌镍合金镀层中镍的质量分数稳定在12%～15%之间。
该方法的步骤如下：前处理→装挂→电解除油→水洗→酸洗→水洗→活化→水洗→电镀锌镍合金→水洗→活化→水洗→镀耐磨硬铬→冷、热水洗→烘干→除氢→抛光。
电镀锌镍合金层时，电镀液：ZnO 8～12 g/L，NaOH 100～120 g/L，HK450A镍溶液12～15 mL/L，HK450B柔软剂 30～50 mL/L，HK450C光亮剂 1～2 mL/L；电流密度 1～4 A/dm2，温度10 ℃～35 ℃，时间30～50 min，阳极材料为锌板、镍板。
电镀耐磨硬铬时，电镀液：CrO3 250～280 g/L，H2SO4 2.3～2.7 g/L，Cr3+ 2～4 g/L；电流密度30～75 A/dm2，温度55℃～60℃，时间90～150min。
本发明相比现有技术具有如下有益效果：
1.本发明在活塞杆表面先电镀锌镍合金底层，再镀耐磨硬铬，形成锌镍合金-硬铬复合镀层。锌镍合金镀层与活塞杆钢基体，以及与硬铬镀层具有优良的结合力。
2.复合镀层中，锌镍合金镀层作为极其优越的防腐蚀镀层，表层耐磨硬铬镀层实现高硬度、耐磨损功能，由此得到高硬度的耐磨损、防腐蚀复合层，该复合层具有硬度高、耐磨损性能好、抗腐蚀性能优良，能有效保护活塞杆基体。
3.本发明的镀覆方法形成的镀层防腐蚀性能优越，可以满足液压缸在恶劣海洋气候环境下的长期可靠工作要求，大幅度提高了机动雷达电子设备的可靠性水平。
具体实施方式
实施例一：
本发明雷达液压缸活塞杆的防腐蚀处理方法，采用45#钢加工试样，调质处理，外圆磨削，表面粗糙度为Ra0.4μm，按以下工艺规程进行锌镍合金-硬铬复合镀。
前处理→装挂→电解除油→水洗→酸洗→水洗→活化→水洗→电镀锌镍合金（9～15μm）→水洗→活化→水洗→镀耐磨硬铬（50～70μm）→冷、热水洗→烘干→除氢→抛光。
(1)前处理
活塞杆（调质处理）先用120#航空汽油进行清洗。
(2)装挂
装不锈钢挂钩。
(3)电解除油
电解液：Na3PO4 30～40 g/L，Na2CO3 20～30 g/L，NaOH 40～60 g/L；电流密度2～5 A/dm2，温度60 ℃～80 ℃，时间10 min。
(4)酸洗
酸液：H2SO4 50 mL/L，CH4N2S 1g/L，温度60 ℃～80 ℃，时间10 min。
(5)活化
HCl 500 mL/L，室温，时间 10～30 s。
(6)电镀锌镍合金
电镀液：ZnO 8～12 g/L，NaOH 100～120 g/L，HK450A镍溶液 12～15 mL/L，HK450B柔软剂 30～50 mL/L，HK450C光亮剂 1～2 mL/L。电流密度 1～4 A/dm2，温度10 ℃～35 ℃，时间30～50 min，阳极材料为锌板、镍板。
锌镍合金镀层厚度一般控制在9～15μm，需要每天分析电镀液，根据分析结果调整镀液配比。在实际生产过程中，要将NaOH的质量浓度控制在上限，将锌离子浓度控制在下限。一般情况下镍离子与锌离子的质量浓度比控制在(1.2～1.5)∶10 时，锌镍合金镀层中镍的质量分数才能稳定在12%～15%之间。添加HK450A镍溶液（HK450A镍溶液每1 mL含Ni2+100 mg）来补充镍离子，添加时需与HK450B柔软剂混合，其消耗量为，HK450A镍溶液600～800 mL/kAh，HK450B柔软剂300～400 mL/kAh，HK450C光亮剂100～200 mL/kAh。
(7)活化
用质量分数5%的H2SO4，室温，时间10～30 s。
(8)镀耐磨硬铬
电镀液：CrO3 250～280 g/L，H2SO4 2.3～2.7 g/L，Cr3+ 2～4 g/L，电流密度30～75A/dm2，温度55℃～60℃，时间90～150min。
一般硬铬镀层的厚度控制在50μm～70μm, 生产过程中通常控制硫铬比为 1∶100，电流密度高, 温度低都有利于提高电流效率。
(9)烘干
温度70 ℃～90 ℃，时间20～25 min。
(10)除氢
温度200 ℃～240 ℃，恒温180～240 min后，置于空气中自然冷却。
(11)抛光。
对镀铬层机械抛光，使其表面光亮，粗糙度Ra ≤1.6μm。
步骤中的水洗一般用去离子水清洗。
性能测试：
对实施例一的镀件，按照GJB 150.11A-2009《军用装备实验室环境试验方法 第11部分：盐雾试验》240h连续喷雾盐雾试验（盐溶液浓度为5%±1%，温度35℃±2℃），未发现明显腐蚀现象。
该复合镀层表面硬铬层虽然存在孔隙和裂纹，当腐蚀性物质通过硬铬层孔隙、裂纹与锌镍合金镀层产生腐蚀行为，其腐蚀产物为ZnCl2·4Zn(OH)2，含有少量的2ZnCO3·3Zn(OH)2。因锌镍合金镀层中Ni元素的作用，这些腐蚀生成物化学性质稳定，不易分解，且致密，吸附在锌镍合金镀层上和硬铬层孔隙、裂纹中，起到了良好的钝化作用和封闭作用，就抑制了进一步的腐蚀。因此，理论上该复合镀层的防腐蚀性能应优于单独的电镀锌镍合金镀层。对液压缸活塞杆采取该镀覆方法后镀层防腐蚀性能优越，可以满足液压缸在恶劣海洋气候环境下的长期可靠工作要求，大幅度提高了机动雷达电子设备的可靠性水平。
对比实例一：电镀乳白-耐磨双层铬工艺
为了使镀铬件既抗腐蚀又耐磨损，液压行业通常电镀乳白-耐磨双层铬。乳白-耐磨双层铬电镀工艺流程一般为，前处理→装挂→电解除油→热、冷水洗→阳极腐蚀→镀乳白耐蚀铬→镀耐磨硬铬→回收→冷、热水洗→干燥→除氢→抛光。
乳白-耐磨双层铬镀件（30μm乳白铬+70μm硬铬），表面硬度为HV800以上，除氢处理后，按照GJB 150.11A—2009《军用装备实验室环境试验方法 第11部分：盐雾试验》进行盐雾试验，出现锈蚀的时间为168 h。
乳白-耐磨双层铬镀层为阴极性镀层，其抗腐蚀性能取决于乳白铬镀层的厚度和孔隙率。在批量生产过程中各种因素存在一定的波动会导致乳白-耐磨双层铬镀层防腐蚀性能的离散性较大。
对比实例二：电镀单层硬铬工艺
液压行业活塞杆大量使用电镀单层硬铬工艺，硬铬镀层厚度一般为50～70μm，表面硬度为HV800以上。其工艺流程一般为，前处理→装挂→电解除油→热、冷水洗→阳极腐蚀→冲击镀铬→镀硬铬→回收→冷、热水洗→干燥→除氢→抛光。
单层硬铬镀件，按照GJB 150.11A—2009《军用装备实验室环境试验方法 第11部分：盐雾试验》进行盐雾试验，出现锈蚀的时间一般为48～68 h。
对比实例三：电镀锌镍合金工艺
电镀锌镍合金工艺一般用于钢件和铜合金的防腐蚀处理。目前，紧固件行业开始广泛应用。在液压行业基本无应用。锌镍合金镀层厚度一般为9～15μm，表面硬度一般为HV220～270。其工艺流程一般为，除油→水洗→酸洗→水洗→镀锌镍合金→水洗→活化→水洗→彩色钝化→水洗→烘干。
锌镍合金电镀件，按照GJB 150.11A—2009《军用装备实验室环境试验方法 第11部分：盐雾试验》进行盐雾试验，出现红锈的时间为1000 h以上。
性能对比表，如下表所示:
Figure 101971DEST_PATH_IMAGE002

Claims (5)

1.一种雷达液压缸活塞杆的防腐蚀处理方法，该方法包括以下步骤：
电镀锌镍合金：先在活塞杆表面电镀锌镍合金层，合金层的厚度为9μm～15μm；
电镀耐磨硬铬：然后在电镀锌镍合金层后的活塞杆表面继续电镀硬铬层，所镀硬铬层厚度为50μm～70μm；在活塞杆上形成复合镀层。
2.根据权利要求1所述雷达液压缸活塞杆的防腐处理方法，该方法中：电镀锌镍合金层时，电镀液中镍离子与锌离子的质量浓度比控制在(1.2～1.5)∶10，锌镍合金镀层中镍的质量分数稳定在12%～15%之间。
3.根据权利要求1或2所述雷达液压缸活塞杆的防腐处理方法，该方法的步骤如下：
前处理→装挂→电解除油→水洗→酸洗→水洗→活化→水洗→电镀锌镍合金→水洗→活化→水洗→电镀耐磨硬铬→冷、热水洗→烘干→除氢→抛光。
4.根据权利要求3所述雷达液压缸活塞杆的防腐处理方法，电镀锌镍合金层时，电镀液：ZnO 8～12g/L，NaOH 100～120g/L，HK450A镍溶液12～15 mL/L，HK450B柔软剂 30～50mL/L，HK450C光亮剂 1～2 mL/L；电流密度 1～4A/dm2，温度10℃～35℃，时间30～50 min，阳极材料为锌板、镍板。
5.根据权利要求4所述雷达液压缸活塞杆的防腐蚀处理方法，电镀耐磨硬铬时，电镀液：CrO3 250～280 g/L，H2SO4 2.3～2.7 g/L，Cr3+ 2～4 g/L；电流密度30～75 A/dm2，温度55℃～60℃，时间90～150min。
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