CN112030202B - 一种跑道零件表面镀层的加工方法及其电镀挂具 - Google Patents

一种跑道零件表面镀层的加工方法及其电镀挂具 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种跑道零件表面镀层的加工方法，包括以下步骤：一、将待镀零件装入电镀挂具，仅露出零件的跑道面及跑道面相邻的倒角过渡面，其余面被电镀挂具包裹与镀液隔离，然后进行镀铬；二、镀铬完成后，对镀铬面进行研磨；三、零件整体镀银；四、镀银完成后，擦拭镀铬面去除镀铬面上的银镀层；五、银镀层进行除氢处理；六、零件进行浸亮处理，完成电镀。本发明提供了一种跑道零件表面镀层的加工方法及其电镀挂具，在倒角过渡面形成铬镀层和银镀层相互啮合的连续曲面，铬镀层由跑道面延伸至倒角过渡面，形成过渡铬镀层，避免了铬镀层台阶边缘易碎裂的缺陷，避免研磨铬镀层时，镀层边缘崩铬问题，还提高铬镀层均匀性，也提高了银镀层质量。

Description

一种跑道零件表面镀层的加工方法及其电镀挂具
技术领域
本发明属于零件表面电镀技术领域，具体涉及一种跑道零件表面镀层的加工方法及其电镀挂具。
背景技术
在航空发动机中，跑道类零件安装于转动件上，发动机工作时，转速较高，零件外表面需具有较高的耐磨性能，称之为跑道面，需要进行镀铬处理，以提高该表面耐磨性能，如公开号为CN203021660U的中国专利提供一种用于密封跑道局部镀铬的装置，包括上压板、下压板、辅助电极、绝缘垫板及导电钩，所述上压板设置在密封跑道的小端面上，所述下压板设置在密封跑道的大端面上；所述导电钩通过下压板、上压板与阳极杠相连接，导电钩通过上螺母和下螺母固定在上压板和下压板上；该装置对密封跑道进行局部镀铬，可制备出满足技术要求的均匀一致的铬镀层，但其余非跑道面为了防止零件基体腐蚀，需要镀银，增强耐蚀性，而铬镀层与银镀层在厚度上存在明显差异，铬镀层边缘容易形成台阶，现有技术中未能控制好铬镀层与银镀层交接位置的加工质量，主要存在铬镀层均匀性差、崩铬，银镀层结合力差的问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种跑道零件表面镀层的加工方法及其电镀挂具，在倒角过渡面形成铬镀层和银镀层相互啮合的连续曲面，铬镀层由跑道面延伸至倒角过渡面，形成过渡铬镀层，避免了铬镀层台阶边缘易碎裂的缺陷，避免研磨铬镀层时，镀层边缘崩铬问题，还提高铬镀层均匀性，也提高了银镀层质量。
本发明通过以下技术方案得以实现：
一种跑道零件表面镀层的加工方法，包括以下步骤：
第一步：将待镀零件装入电镀挂具，仅露出零件的跑道面及跑道面相邻的倒角过渡面，其余面被电镀挂具包裹与镀液隔离，然后进行镀铬，能避免镀铬时非镀面渗铬问题；
第二步：镀铬完成后，拆除电镀挂具，对镀铬面进行研磨，将镀层厚度加工至设计要求的尺寸，经过研磨加工，既能保证加工精度，也能够检验镀层结合力，研磨后应无起皮、脱落问题；
第三步：零件整体镀银，保证其余非跑道面的耐腐蚀性；
第四步：镀银完成后，人工擦拭镀铬面去除镀铬面上的银镀层；
第五步：银镀层进行除氢处理；
第六步：零件进行浸亮处理，完成电镀，保证外观。
电镀完成后，在跑道面镀铬，保证耐磨性；在倒角过渡面形成铬镀层和银镀层相互啮合的连续曲面，无基体裸露，也无铬镀层和银镀层重叠，铬镀层由跑道面延伸至倒角过渡面，避免研磨铬镀层时，镀层边缘崩铬问题，还提高铬镀层均匀性，也提高了银镀层质量；其余非跑道面镀银，保证了耐腐蚀性。
所述第一步中镀铬的厚度为180μm～200μm，保证最终的铬镀层厚度。
所述第二步中，研磨后的铬镀层厚度为100μm～150μm。
所述第三步中，零件按照检查-预除油-消除应力-装挂-化学除油-弱腐蚀-中和-预镀铜-预镀银-镀银的工艺流程进行加工，相比常规镀银工艺，进行了优化，因为有铬镀层裸露电镀，所以为了避免铬镀层腐蚀，要严禁电解除油，将常规电解除油替换为化学除油，减小了铬镀层腐蚀的风险。
所述第三步中，零件跑道面包裹聚氯乙烯胶带进行绝缘保护，避免跑道面镀银，节省银金属，降低成本，但倒角处必须要有铬镀层裸露，不允许绝缘保护，避免倒角处既无铬镀层，也无银镀层。
所述第三步中，镀银的厚度为3μm～8μm，既保证其余非跑道面的耐腐蚀性，同时也保证成本控制。
所述第四步中，擦拭过程采用棉花蘸去污粉将结合力不好的银镀层擦除，利用铬镀层上的银镀层结合力差的特点，保证倒角处铬镀层与银镀层无叠加，也无基体裸露，保证零件的耐腐蚀性。
本发明还提供一种电镀挂具，用于上述的跑道零件表面镀层的加工方法，包括挂钩、心轴、压盖、隔板，压盖与隔板分别从两端抵靠住零件跑道面两侧的倒角过渡面，压盖、零件和隔板依次套装在心轴上，心轴与挂钩固定连接，仅露出零件的跑道面及跑道面相邻的倒角过渡面，其余面被电镀挂具包裹与镀液隔离，确保仅在跑道面和倒角过渡面上镀铬，进而保证后续镀银质量。
所述压盖和隔板与倒角过渡面的抵靠处分别设置有斜面，斜面与过渡面夹角为锐角，既能限制镀液流量，进而限制镀层厚度，又能保证过渡面与镀液接触，在过渡面形成过渡铬镀层，避免了铬镀层台阶边缘易碎裂的缺陷。
所述两个压盖、两个零件和一个隔板对称安装在心轴上，同时加工两个零件，且无需用其它绝缘方式辅助绝缘，提高加工效率。
本发明的有益效果在于：
与现有技术相比，通过在倒角过渡面形成铬镀层和银镀层相互啮合的连续曲面，无基体裸露，也无铬镀层和银镀层重叠，铬镀层由跑道面延伸至倒角过渡面，形成过渡铬镀层，避免了铬镀层台阶边缘易碎裂的缺陷，避免研磨铬镀层时，镀层边缘崩铬问题，还提高铬镀层均匀性，也提高了银镀层质量；其余非跑道面镀银，保证了耐腐蚀性。优化镀银流程，将常规电解除油替换为化学除油，减小了铬镀层腐蚀的风险。利用铬镀层上的银镀层结合力差的特点，采用棉花蘸去污粉将结合力不好的银镀层擦除，保证倒角处铬镀层与银镀层无叠加，也无基体裸露，保证零件的耐腐蚀性。通过对称装夹结构，同时加工两个零件，且无需用其它绝缘方式辅助绝缘，提高加工效率。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明零件的结构示意图；
图3是本发明零件倒角过渡面与压盖或隔板配合的结构示意图；
图4是本发明电镀后镀层的结构示意图；
图5是本发明电镀后倒角过渡面上镀层的结构示意图；
图6是本发明中镀银的工艺流程。
图中：1-挂钩，2-心轴，3-压盖，4-隔板，5-零件，6-斜面，51-跑道面，52-倒角过渡面，53-铬镀层，54-银镀层。
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
如图1至图6所示，一种跑道零件表面镀层的加工方法，包括以下步骤：
第一步：将待镀零件装入电镀挂具，仅露出零件5的跑道面51及跑道面51相邻的倒角过渡面52，其余面被电镀挂具包裹与镀液隔离，然后进行镀铬，能避免镀铬时非镀面渗铬问题；
第二步：镀铬完成后，拆除电镀挂具，对镀铬面进行研磨，将镀层厚度加工至设计要求的尺寸，经过研磨加工，既能保证加工精度，也能够检验镀层结合力，研磨后应无起皮、脱落问题；
第三步：零件整体镀银，保证其余非跑道面的耐腐蚀性；
第四步：镀银完成后，人工擦拭镀铬面去除镀铬面上的银镀层；
第五步：银镀层进行除氢处理；
第六步：零件进行浸亮处理，完成电镀，保证外观。
电镀完成后，在跑道面51镀铬，保证耐磨性；在倒角过渡面52形成铬镀层53和银镀层54相互啮合的连续曲面(如图5所示)，无基体裸露，也无铬镀层53和银镀层54重叠，铬镀层53由跑道面51延伸至倒角过渡面52(如图4所示)，避免研磨铬镀层53时，镀层边缘崩铬问题，还提高铬镀层53均匀性，也提高了银镀层54质量；其余非跑道面镀银，保证了耐腐蚀性。
所述第一步中镀铬的厚度为180μm～200μm，保证最终的铬镀层53厚度。
所述第二步中，研磨后的铬镀层厚度为100μm～150μm。
所述第三步中，零件按照检查-预除油-消除应力-装挂-化学除油-弱腐蚀-中和-预镀铜-预镀银-镀银的工艺流程进行加工，相比常规镀银工艺，进行了优化，因为有铬镀层53裸露电镀，所以为了避免铬镀层53腐蚀，要严禁电解除油，将常规电解除油替换为化学除油，减小了铬镀层53腐蚀的风险。
所述第三步中，零件跑道面51包裹聚氯乙烯胶带进行绝缘保护，避免跑道面镀银，节省银金属，降低成本，但倒角处必须要有铬镀层53裸露，不允许绝缘保护，避免倒角处既无铬镀层53，也无银镀层54。
所述第三步中，镀银的厚度为3μm～8μm，既保证其余非跑道面的耐腐蚀性，同时也保证成本控制。
所述第四步中，擦拭过程采用棉花蘸去污粉将结合力不好的银镀层擦除，利用铬镀层53上的银镀层54结合力差的特点，保证倒角处铬镀层53与银镀层54无叠加，也无基体裸露，保证零件的耐腐蚀性。铬镀层53上镀银结合力差的机理分析如下：因铬的活性高于银，在铬镀层53上镀银很容易发生置换反应，银容易被铬置换，被置换上的银结合力不好，再在结合力不好的置换层上镀银，导致镀层的结合力不好。反应式如下，阴极电极反应式为：Ag++e-＝Ag，但同时发生置换反应，即：Cr+2Ag+＝Cr2++2Ag。
本发明还提供一种电镀挂具，用于上述的跑道零件表面镀层的加工方法，包括挂钩1、心轴2、压盖3、隔板4，压盖3与隔板4分别从两端抵靠住零件5跑道面51两侧的倒角过渡面52，压盖3、零件5和隔板4依次套装在心轴2上，心轴2与挂钩1固定连接，仅露出零件的跑道面51及跑道面51相邻的倒角过渡面52，其余面被电镀挂具包裹与镀液隔离，确保仅在跑道面51和倒角过渡面52上镀铬，进而保证后续镀银质量。
如图3所示，所述压盖3和隔板4与倒角过渡面52的抵靠处分别设置有斜面6，斜面6与倒角过渡面52夹角为锐角，既能限制镀液流量，进而限制镀层厚度，又能保证过渡面与镀液接触，在过渡面形成过渡铬镀层(如图4所示)，避免了铬镀层53台阶边缘易碎裂的缺陷。
所述两个压盖3、两个零件5和一个隔板4对称安装在心轴2上，同时加工两个零件，且无需用其它绝缘方式辅助绝缘，提高加工效率。
本发明提供的一种跑道零件表面镀层的加工方法，通过在倒角过渡面形成铬镀层和银镀层相互啮合的连续曲面，无基体裸露，也无铬镀层和银镀层重叠，铬镀层由跑道面延伸至倒角过渡面，形成过渡铬镀层，避免了铬镀层台阶边缘易碎裂的缺陷，避免研磨铬镀层时，镀层边缘崩铬问题，还提高铬镀层均匀性，也提高了银镀层质量；其余非跑道面镀银，保证了耐腐蚀性。优化镀银流程，将常规电解除油替换为化学除油，减小了铬镀层腐蚀的风险。利用铬镀层上的银镀层结合力差的特点，采用棉花蘸去污粉将结合力不好的银镀层擦除，保证倒角处铬镀层与银镀层无叠加，也无基体裸露，保证零件的耐腐蚀性。通过对称装夹结构，同时加工两个零件，且无需用其它绝缘方式辅助绝缘，提高加工效率。

Claims (5)

1.一种跑道零件表面镀层的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步：将待镀零件装入电镀挂具，仅露出零件(5)的跑道面(51)及跑道面(51)相邻的倒角过渡面(52)，其余面被电镀挂具包裹与镀液隔离，然后进行镀铬；
第二步：镀铬完成后，拆除电镀挂具，对镀铬面进行研磨，将镀层厚度加工至设计要求的尺寸；
第三步：零件跑道面(51)包裹聚氯乙烯胶带进行绝缘保护，零件整体镀银；
第四步：镀银完成后，人工擦拭镀铬面去除镀铬面上的银镀层；
第五步：银镀层进行除氢处理；
第六步：零件进行浸亮处理，完成电镀，
所述第一步中镀铬的厚度为180μm～200μm，
所述第三步中，镀银的厚度为3μm～8μm，
所述跑道零件表面镀层的加工方法中使用的电镀挂具包括挂钩(1)、心轴(2)、压盖(3)、隔板(4)，压盖(3)与隔板(4)分别从两端抵靠住零件(5)跑道面(51)两侧的倒角过渡面(52)，压盖(3)、零件(5)和隔板(4)依次套装在心轴(2)上，心轴(2)与挂钩(1)固定连接，所述压盖(3)和隔板(4)与倒角过渡面(52)的抵靠处分别设置有斜面(6)，斜面(6)与倒角过渡面(52)夹角为锐角。
2.如权利要求1所述的一种跑道零件表面镀层的加工方法，其特征在于：所述第二步中，研磨后的铬镀层厚度为100μm～150μm。
3.如权利要求1所述的一种跑道零件表面镀层的加工方法，其特征在于：所述第三步中，零件按照检查-预除油-消除应力-装挂-化学除油-弱腐蚀-中和-预镀铜-预镀银-镀银的工艺流程进行加工。
4.如权利要求1所述的一种跑道零件表面镀层的加工方法，其特征在于：所述第四步中，擦拭过程采用棉花蘸去污粉将结合力不好的银镀层擦除。
5.如权利要求1所述的一种跑道零件表面镀层的加工方法，其特征在于：所述两个压盖(3)、两个零件(5)和一个隔板(4)对称安装在心轴(2)上。
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