CN113235142A - 一种起落架外表面镀铬的方法及镀铬工装 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电镀技术领域，公开了一种起落架外表面镀铬的方法及镀铬工装。所述镀铬方法包括：镀前验收、溶剂清洗、保护装挂、碱清洗、温水洗、冷水洗、阳极活化、冲击镀铬、镀铬、回收水洗、冷水洗、温水洗、拆卸去保护、干燥、除氢、磨削或抛光。所述镀铬工装包括：挂钩、阳极桶、零件绝缘定位器。本发明采用特制结构的镀铬工装进行起落架的镀铬，能够有效的解决由于镀铬电力线分布和溶液浓差引起的镀层不均的问题，并使镀层结合力更好，硬度更高。

Description

一种起落架外表面镀铬的方法及镀铬工装
技术领域
本发明属于电镀技术领域，具体地说涉及一种起落架外表面镀铬的方法及镀铬工装。
背景技术
飞机起落架作为飞机的重要组成部分，在飞机停放、起降、滑行等过程中承担重要作用。起落架在收放过程中，不同部件之间相互摩擦，会造成零件损伤，为了保证起落架耐磨等性能，起落架表面往往选用镀铬作为表面处理方式。电镀铬由于高耐磨性、高硬度、良好的耐热性在航空领域有着广泛的应用。然而低电流效率以及电镀过程中电力线分布和溶液的浓差分布会导致电镀镀层沉积的不均匀性。
现阶段，起落架部分部件在电镀过程中，同一零件外表面在相同沉积时间，零件上部和下部镀层厚度差异可以达到50μm，在后期对铬层磨削时带来不便，由于镀层均匀性问题，甚至会导致镀层较薄区域镀层磨穿，甚至出现损伤零件基体，带来巨大的经济损失。
发明内容
针对现有技术中问题，本发明提供了一种起落架外表面镀铬的方法及镀铬工装，通过将起落架夹持到镀铬工装内腔中部，并使用本发明中提供的工艺方法进行电镀，可以极大程度的消除起落架外表面镀铬过程中由于镀铬电力线分布和溶液浓差引起的镀层的上薄下厚问题，保证起落架外表面镀层均匀分布。
本发明通过以下技术方案实现。
本发明提供了一种起落架外表面镀铬的方法，先对待镀铬的起落架进行镀前验收、溶剂清洗、保护装挂，接着将待镀铬的起落架安装在锥桶形的电镀工装上进行碱清洗、温水洗、冷水洗、阳极活化、冲击镀铬、镀铬、回收水洗、冷水洗、温水洗，然后将表面具有铬层的起落架从电镀工装上取下来进行拆卸去保护、干燥、除氢，最后磨削或抛光。
所述阳极活化的处理液配方为：CrO3 240-390g/L；H2SO4 2.4-3.9g/L；Cr2O3 3-8g/L；Fe ≤7.5g/L；工艺条件为：镀液温度45-55℃，时间1-2min，电流密度31-62A/dm2。
所述冲击镀铬的处理液配方为：CrO3 240-390g/L；H2SO4 2.4-3.9g/L；Cr2O3 3-8g/L；Fe ≤7.5g/L；工艺条件为：镀液温度45-55℃，时间30-90S，电流密度46.5-77.5A/dm2。
所述镀铬的处理液配方为：CrO3 240-390g/L；H2SO4 2.4-3.9g/L；Cr2O3 3-8g/L；Fe≤7.5g/L；工艺条件为：镀液温度45-55℃，电流密度31-46.5A/dm2。
为了更好的实现本发明，进一步地，所述冲击镀铬工艺和所述镀铬工艺中，对同一个起落架电镀的过程中控制镀液温度波动不超过±2℃且电流密度波动小于10%。
为了更好的实现本发明，进一步地，所述碱清洗的处理液配方为oakite90清洗液45-75g/L；所述碱清洗的工艺条件为：温度71-82℃，清洗时间10-20min。
为了更好的实现本发明，进一步地，一种起落架外表面镀铬的方法，具体包括以下步骤：
S1：首先对待镀铬的起落架进行检查，其表面无毛刺、裂纹、划伤、压坑及其他机械损伤；
S2：然后使用航空清洗汽油擦洗待镀铬的起落架表面至油污除净，再用干净的布擦干；
S3：使用保护材料保护起落架不需要电镀区域，然后将待镀铬的起落架装夹在镀铬工装的中间位置；
S4：先对待镀铬的起落架进行碱清洗，再在水温40-60℃的温水槽中清洗1-3min，然后在室温下的冷水槽中清洗1-3min；
S5：对待镀铬的起落架进行水膜不破检查，时间≥30S，若不合格重复S4-S5，若合格进行S6；
S6：将待镀铬的起落架放入镀铬槽中进行阳极活化，活化完后依次进行冲击镀铬、镀铬；
S7：从镀铬槽中取出镀铬后的起落架并在室温下的冷水槽中清洗1-3min，将起落架上的铬酐收集并补充到镀铬槽中；
S8：经步骤S7回收水洗后的起落架放入另一冷水槽中清洗，然后在水温40-60℃的温水槽中清洗1-3min后取出；
S9：经步骤S8水洗后，将镀铬后的起落架从镀铬工装上取下，拆卸保护材料，并使用压缩空气吹干；
S10：镀铬后4小时内进行除氢操作，除氢时间8-9小时；
S11：对镀铬后的起落架进行磨削或抛光处理：对加大镀件进行机械磨削处理；对标准镀件进行抛光处理。
为了更好的实现本发明，进一步地，S4中对待镀铬的起落架气密性有要求的部位，碱清洗前先进行电解清洗。
本发明还提供了一种用于上述方法的镀铬工装。所述镀铬工装，包括阳极和对称设置在阳极上端的两个挂钩；所述阳极为主体呈锥形桶状的、上下贯通的、薄壁结构的阳极桶，且阳极桶的桶壁上开设多个贯通的透液孔；所述阳极桶的上部还连接一个位于阳极桶内部、将零件定位在阳极桶中心、隔离镀铬工装与零件的零件绝缘定位器。
为了更好的实现本发明，进一步地，所述零件绝缘定位器为回转体结构，且零件绝缘定位器的中心设置圆柱形的台阶槽；所述台阶槽设置有用于连接起落架的内螺纹和用于连接阳极桶的外螺纹；除了零件绝缘定位器与阳极桶连接处，所述零件绝缘定位器的外壁面与阳极桶的内壁面贴合。
为了更好的实现本发明，进一步地，所述阳极桶的锥度为15-30°。
为了更好的实现本发明，进一步地，所述透液孔为直径2-3mm的圆孔或者边长2-3mm的方孔，多个透液孔相互间隔4-6mm分布。
为了更好的实现本发明，进一步地，所述阳极桶和零件绝缘定位器的制作材料均为铅；所述挂钩的制作材料为铜。进一步地，左右两侧的铜挂钩能够旋转为相同或相反方向。
本发明具有以下技术特征和有益效果：
（1）本发明针对起落架的特殊结构，定制设计了一个镀铬工装，使用此镀铬工装进行镀铬，在锥度条件下可以有效消除电力线分布和溶液浓差引起的镀层上薄下后的问题；
（2）本发明中镀铬工装的阳极桶上设有小孔，可以保证溶液充分流动，避免出现零件表面溶液有效成分不足的问题，减小溶液浓差分布；
（3）本发明中镀铬工装的零件绝缘定位器将镀铬工装与待镀铬的起落架有效隔离定位，避免待镀铬的起落架与阳极桶直接接触，导致待镀铬的起落架烧伤，同时可以起到定位的作用，保证待镀铬的起落架位于镀铬工装的中心位置，从而保证相同平面上镀层的均匀分布。
附图说明
图1 为本发明所述镀铬方法的主要流程示意图。
图2 为本发明所述镀铬方法包含检视的全流程示意图。
图3 为本发明中镀铬工装的剖面结构示意图。
图4 为本发明中镀铬工装的零件绝缘定位器的结构示意图。
图5为本发明中镀铬工装的阳极桶及挂钩结构示意图。
其中：1、挂钩；2、阳极桶；3、零件绝缘定位器；31、用于连接阳极桶的外螺纹；32、用于连接起落架的内螺纹。
具体实施方式
下面将结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
如图3-图5所示，本实施例公开一种镀铬工装。所述镀铬工装，包括阳极和对称设置在阳极上端的两个挂钩1；所述阳极为主体呈锥形桶状的、上下贯通的、薄壁结构的阳极桶2，且阳极桶2的桶壁上开设多个贯通的透液孔；所述阳极桶2的上部还连接一个位于阳极桶2内部、将零件定位在阳极桶2中心、隔离镀铬工装与起落架的零件绝缘定位器3。
如图3所示，在电镀工艺中，镀铬工装的阳极桶2是辅助阳极，而被镀的起落架是阴极。
为了更好的实现本发明，进一步地，所述零件绝缘定位器3为回转体结构，且零件绝缘定位器3的中心设置圆柱形的台阶槽；所述台阶槽设置有用于连接起落架的内螺纹32和用于连接阳极桶2的外螺纹31；除了零件绝缘定位器3与阳极桶2连接处，所述零件绝缘定位器3的外壁面与阳极桶2的内壁面贴合。
本实施例通过设置主体呈锥形桶状且桶壁开设多个贯通的透液孔的阳极桶2，解决了起落架外表面镀铬过程中由于镀铬电力线分布和溶液浓差引起的镀层上薄下厚而均匀性超差的问题，使镀后的零件外表面镀层均匀分布。
本实施例在阳极桶2内增设零件绝缘定位器3，将镀铬工装和起落架有效隔离定位，有效减少起落架与阳极桶2接触而导致起落架烧伤的风险，同时可以起到定位的作用，保证起落架位于镀铬工装的中心位置，进一步保证相同平面上镀层的均匀分布。
进一步地，所述阳极桶2的锥度为15-30°。
进一步地，所述透液孔为直径2-3mm的圆孔或者边长2-3mm的方孔，多个透液孔相互间隔4-6mm分布。
进一步地，所述阳极桶2和零件架绝缘定位器的制作材料均为铅；所述挂钩1的制作材料为铜。左右两侧的铜挂钩1能够旋转为相同或相反方向。
本实施例采用铜质的挂钩1，在满足机械性能能的同时极大程度上便于导电，减小电流损耗。而采用铅质的阳极桶2、零件绝缘定位器3，减少镀铬工装对镀液的污染。
采用本实施例所述的镀铬工装进行镀铬时，起落架通过自身结构自带的外螺纹与零件绝缘定位器3的内螺纹连接，然后通过设置在零件绝缘定位器3上的外螺纹与阳极桶2连接，从而将起落架悬挂式安装在镀铬工装内腔中部。使用该镀铬工装时，依据工艺流程对待镀铬的起落架进行验收、清洗，将待镀铬的起落架用镀铬工装固定，再进行后续的镀铬操作。
实施例2：
本实施例在实施例1的基础上，提供一种起落架外表面镀铬的方法，如图1、图2所示，主要镀铬流程为：镀前验收、溶剂清洗、保护装挂、碱清洗、温水洗、冷水洗、阳极活化、冲击镀铬、镀铬、回收水洗、冷水洗、温水洗、拆卸去保护、干燥、除氢、磨削或抛光。
1、镀前验收：包括检查待镀铬的起落架无油污、金属屑、漆层、荧光粉以及锈蚀和氧化皮等；经热处理的待镀铬的起落架不带有未除净的氧化皮和残留污物，如盐、碱和烧结物等；待镀铬的起落架表面无毛刺、裂纹、划伤、压坑和其他机械损伤；焊接、机械加工、热处理、镀前消除应力在送交电镀前已完成。
2、溶剂清洗：使用用刷子或布沾航空清洗汽油或MEK等擦洗待镀铬的起落架表面直至油污除净，然后用清洁布擦干，接着用干净溶剂最后再清理表面，并用干净布擦干；不允许溶剂在待镀铬的起落架表面自然挥发干，使用溶剂的地方必须通风且无明火；当待镀铬的起落架表面无明显油污时，可以不进行此步骤。
3、保护装挂：取出镀铬工装，检查镀铬工装的完好性；检查电源、烘箱、槽液等电镀设施，保证状态完好；根据镀铬工艺单，保护待镀铬的起落架不需要电镀区域；将待镀铬的起落架固定在镀铬工装的零件绝缘定位器3内部，再将零件绝缘定位器3塞入阳极桶2的空腔内，尽量保证待镀铬的起落架在阳极桶2的中间位置。
4、碱清洗：对气密性有要求的部位，碱清洗前可以先进行电解清洗；碱清洗要求：槽液成分为oakite90 45-75g/L，温度为71-82℃，清洗时间10-20min 。oakite90是一种市售清洗液的型号。
5、温水洗、冷水洗：将待镀铬的起落架在40-60摄氏度的温水槽中清洗1-3min，再挂到室温下的冷水槽中清洗1-3min，之后进行30S以上的水膜不破检查，若合格直接进入下一步，若不合格则要重新进行碱清洗、温水洗、冷水洗工序直至检查合格再进入下一步。
6、阳极活化、冲击镀铬、镀铬：镀铬槽液控制要求为CrO3 240-390g/L、H2SO4 2.4-3.9g/L、Cr2O3 3-8g/L、Fe ≤7.5g/L；将待镀铬的起落架挂到温度45-55℃的镀铬槽液中，通电使电流密度在31-62A/dm2持续时间1-2min，然后缓慢将电流由负向电流调节为正向冲击电流，用46.5-77.5A/dm2的电流冲击镀铬30-90S，逐渐降至正常电流密度31-46.5A/dm2 。
待镀铬的起落架应连续电镀以防止铬沉积层脱层；如果在电镀过程中需要进行尺寸测量，测量过程应保持起落架表面湿润，测量完成后需继续电镀；温度和电流密度变化对镀层外观和性能影响很大，应严格控制工艺参数，镀液温度变化不超过±2℃，电流波动不大于10%；阳极采用PbSb6-8铅锑合金，阳极表面应经常清理，看是否有盐和氧化皮堆物，及时去除这类沉积物。除镀覆内孔外，阳极与阴极面积比不小于2:1。
7、回收水洗：镀铬完成后，将起落架挂在室温下的冷水槽中清洗1-3min，将起落架上的大量铬酐收集，作为补充液补充到主槽中。
8、冷水洗、温水洗：将起落架放入另一冷水槽中进行清洗，清洗后再放入温度40-60℃的温水槽中清洗1-3min。
9、拆卸去保护：将起落架从镀铬工装中取出，并将起落架上的保护材料卸下。
10、干燥：使用压缩空气吹干起落架。
11、除氢：电镀后4小时内进行除氢8-9小时。
12、抛光或磨削：对于加大的起落架，需要由机械进行磨削加工；对于标准的起落架，需要进行抛光工艺，用抛光膏进行抛光，待起落架冷去后用汽油洗去抛光膏。
采用上述镀铬方法对起落架进行镀铬，镀铬完成后进行测试：
1)按Q/6SZ2290-2009进行结合力检测，要求镀层无应出皮、脱落或起泡且镀层不应与基体分离，实际检测结果为镀层结合力好，无起皮、脱落、分离；
2)按Q/6SZ2290-2009进行孔隙率检测，要求每平方分米面积上气孔不得多于5个，实际检测结果几乎无气孔；孔隙率极低；
3)按GB/T4340.1-2009进行铬层硬度检测，要求铬层硬度不低于700HV，实际检测结果铬层硬度检测高达979.9HV，远远超过700HV的技术要求；
4)按ASTMF519进行氢脆评估，检测结果大于206小时；
5)按ASTMF519进行氢脆评估，检测结果为7小时
需要说明的是上述实施例，仅仅是本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的保护范围，在上述实施例的基础上所作出的等同变换均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种起落架外表面镀铬的方法，先对待镀铬的起落架进行镀前验收、溶剂清洗、保护装挂，接着将待镀铬的起落架安装在锥桶形的电镀工装上进行碱清洗、温水洗、冷水洗、阳极活化、冲击镀铬、镀铬、回收水洗、冷水洗、温水洗，然后将表面具有铬层的起落架从电镀工装上取下来进行拆卸去保护、干燥、除氢，最后磨削或抛光；
所述镀铬工装包括阳极和对称设置在阳极上端的两个挂钩（1）；所述阳极为主体呈锥形桶状的、上下贯通的、薄壁结构的阳极桶（2），且阳极桶（2）的桶壁上开设多个贯通的透液孔；所述阳极桶（2）内腔的中上部还可拆卸连接一个将起落架定位在阳极桶（2）中心、隔离镀铬工装与起落架的零件绝缘定位器（3）。
2.根据权利要求1所述的一种起落架外表面镀铬的方法，所述阳极活化、冲击镀铬、镀铬的处理液配方均为：
CrO3 ：240-390g/L；
H2SO4 ：2.4-3.9g/L；
Cr2O3 ：3-8g/L；
Fe ：0-7.5g/L；
所述阳极活化的工艺条件为：处理液温度45-55℃，时间1-2min，电流密度31-62A/dm2；
所述冲击镀铬的工艺条件为：镀液温度45-55℃，时间30-90S，电流密度46.5-77.5A/dm2；
所述镀铬的工艺条件为：镀液温度45-55℃，电流密度31-46.5A/dm2。
3.根据权利要求2所述的一种起落架外表面镀铬的方法，所述冲击镀铬工艺和所述镀铬工艺中，对同一个起落架电镀的过程中控制镀液温度波动不超过±2℃且电流密度波动小于10%。
4.根据权利要求1所述的一种起落架外表面镀铬的方法，所述碱清洗的处理液配方为oakite90清洗液45-75g/L；所述碱清洗的工艺条件为：温度71-82℃，清洗时间10-20min。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种起落架外表面镀铬的方法，具体包括以下步骤：
S1：首先对待镀铬的起落架进行检查，其表面无毛刺、裂纹、划伤、压坑；
S2：然后使用航空清洗汽油擦洗待镀铬的起落架表面至油污除净，再用干净的布擦干；
S3：使用保护材料保护起落架不需要电镀区域，然后将待镀铬的起落架装夹在镀铬工装的中间位置；
S4：先对待镀铬的起落架进行碱清洗，再在水温40-60℃的温水槽中清洗1-3min，然后在室温下的冷水槽中清洗1-3min；
S5：对待镀铬的起落架进行水膜不破检查，时间≥30S，若不合格重复S4-S5，若合格进行S6；
S6：将待镀铬的起落架放入镀铬槽中进行阳极活化，活化完后依次进行冲击镀铬、镀铬；
S7：从镀铬槽中取出镀铬后的起落架并在室温下的冷水槽中清洗1-3min，将起落架上的铬酐收集并补充到镀铬槽中；
S8：经步骤S7回收水洗后的起落架放入另一冷水槽中清洗，然后在水温40-60℃的温水槽中清洗1-3min后取出；
S9：经步骤S8水洗后，将镀铬后的起落架从镀铬工装上取下，拆卸保护材料，并使用压缩空气吹干；
S10：镀铬后4小时内进行除氢操作，除氢时间8-9小时；
S11：对镀铬后的起落架进行磨削或抛光处理：对加大镀件进行机械磨削处理；对标准镀件进行抛光处理。
6.一种镀铬工装，用于权利要求1所述的起落架外表面镀铬，所述镀铬工装包括阳极和对称设置在阳极上端的两个挂钩（1）；其特征在于，所述阳极为主体呈锥形桶状的、上下贯通的、薄壁结构的阳极桶（2），且阳极桶（2）的桶壁上开设多个贯通的透液孔；所述阳极桶（2）的上部还连接一个位于阳极桶（2）内部、将零件定位在阳极桶（2）中心、隔离镀铬工装与零件的零件绝缘定位器（3）。
7.根据权利要求6所述的一种镀铬工装，所述零件绝缘定位器（3）为回转体结构，且零件绝缘定位器（3）的中心设置圆柱形的台阶槽；所述台阶槽设置有用于连接起落架的内螺纹和用于连接阳极桶（2）的外螺纹；除了零件绝缘定位器（3）与阳极桶（2）连接处，所述零件绝缘定位器（3）的外壁面与阳极桶（2）的内壁面贴合。
8.根据权利要求6所述的一种镀铬工装，所述阳极桶（2）的锥度为15-30°。
9.根据权利要求6所述的一种镀铬工装，所述透液孔为直径2-3mm的圆孔或者边长2-3mm的方孔，多个透液孔相互间隔4-6mm分布。
10.根据权利要求6-9任一项所述的一种镀铬工装，所述阳极桶（2）和零件绝缘定位器（3）的制作材料均为铅；所述挂钩（1）的制作材料为铜。
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