CN210420209U - 一种高强度结构钢的氯化钾无氰镉钛合金镀层结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高强度结构钢的氯化钾无氰镉钛合金镀层结构，包括高强度结构钢基体和电镀层，所述电镀层从内到外依次为氯化钾无氰镉钛合金镀层、铬酸盐低铬彩色钝化层。对镉钛合金镀件按照GB/T 10125–1997《人造气氛腐蚀试验盐雾试验》进行中性盐雾测试3000h，镉钛合金镀层无红色腐蚀物生成，镀层耐蚀性远远高于GB/T 13322‑1991《金属覆盖层低氢脆镉钛电镀层》500h中性盐雾试验不出现红色腐蚀物的要求。

Description

一种高强度结构钢的氯化钾无氰镉钛合金镀层结构

技术领域

本实用新型涉及一种金属结构件的保护层结构，尤其涉及高强度结构钢的镀层结构。

背景技术

随着高空高速飞机的发展，航空工业大量采用高强度结构材料，但是这类材料的致命弱点是氢脆敏感性大，有应力腐蚀开裂的倾向。因此，避免氢脆是高强度结构材料加工和使用过程中必须充分注意的问题。为防止电镀过程中的氢脆,要求电镀后在200℃条件下进行20h以上的烘烤除氢，并采用松孔电镀以提高除氢效果，但松孔电镀层的防护性能很差，不能满足使用要求。

电镀镉钛合金具有工艺低氢脆性特点，特别适合于航空工业用高强度结构钢的防护层。目前国内外对于飞机起落架等重要部位高强度结构钢的耐腐蚀防护均倾向于采用电镀镉钛合金技术。因此，研发镉钛合金镀层结构是适应发展趋势的。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种高强度结构钢的氯化钾无氰镉钛合金镀层结构，以解决现有技术的镀层除氢后防护性能差的问题。

为了达到上述目的本实用新型采用如下技术方案：

一种高强度结构钢的氯化钾无氰镉钛合金镀层结构，包括金属基体和电镀层，所述电镀层从内到外依次为氯化钾无氰镉钛合金镀层、铬酸盐低铬彩色钝化层。

进一步地，所述金属基体是高强度结构钢。

进一步地，所述氯化钾无氰镉钛合金镀层的厚度为8～12μm。

进一步地，所述氯化钾无氰镉钛合金镀层是由氯化钾无氰镉钛合金电镀工艺制备的。

进一步地，所述氯化钾无氰镉钛合金电镀工艺应用的镀液成分包括氯化钾，氟化钠，配位剂，钛盐补给剂，氯化镉，光亮剂，辅助剂，走位剂。

进一步地，所述铬酸盐低铬彩色钝化层的厚度是0.2～0.5μm。

进一步地，所述铬酸盐低铬彩色钝化层是由稀土改性铬酸盐钝化工艺制备。

进一步地，所述稀土改性铬酸盐钝化工艺应用的钝化液成分包括：三氧化铬、硫酸铈铵、无水硫酸钠、硝酸、九水合硝酸铬。

本实用新型的优点在于：氯化钾无氰镉钛合金镀层具有低氢脆性特点，对镉钛合金镀件按照GB/T 10125–1997《人造气氛腐蚀试验盐雾试验》进行中性盐雾测试3000h，镉钛合金镀层无红色腐蚀物生成，其耐蚀性远远高于GB/T13322-1991《金属覆盖层低氢脆镉钛电镀层》500h中性盐雾试验不出现红色腐蚀物的要求；按JB 2111-1977《金属覆盖层的结合强度试验方法》，以热震试验法测定镀层结合力。将所述工艺制备的镀件放在加热炉中加热至190℃，取出放入室温的水中骤然冷却，镀层没有出现起泡和脱落，所述镉钛合金镀层结合力良好。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型的不当限定，在附图中：

图1是本实用新型实施例剖面结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本实用新型，在此以本实用新型的示意性实施例及说明用来解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。

如图1所示，一种高强度结构钢的氯化钾无氰镉钛合金镀层结构，包括高强度结构钢基体1和电镀层，所述电镀层从内到外依次为氯化钾无氰镉钛合金镀层2、铬酸盐低铬彩色钝化层3。

所述氯化钾无氰镉钛合金镀层的厚度为8～12μm。

所述氯化钾无氰镉钛合金镀层是由氯化钾无氰镉钛合金电镀工艺制备的。

所述铬酸盐低铬彩色钝化层的厚度是0.2～0.5μm。

所述铬酸盐低铬彩色钝化层是由稀土改性铬酸盐钝化工艺制备。

镀层结构的电镀工艺如下：

(1)按照以下要求制备电镀液：氯化钾浓度达到150g/L，氟化钠3g/L，配位剂130g/L，钛盐补给剂4mL/L，氯化镉30g/L，光亮剂2mL/L，辅助剂30mL/L，走位剂10mL/L；

(2)前处理：对待镀工件(高强度结构钢零部件)进行“碱性化学除油→水洗→碱性阳极电解除油→水洗→活化→水洗”的工序。

(3)电镀镉钛合金镀层：待镀工件前处理后进行“电镀氯化钾无氰镉钛合金→水洗→烘干”制备镉钛合金镀层。电镀时的操作条件如下：

镀液pH为6.5～7.5，镀槽温度为25℃，阴极电流密度为1.5A/dm²，阴极与阳极面积之比为1︰1，阳极为镉含量≥99.97％的镉板。

(4)除氢：镀件在200℃下除氢12h。

(5)制备稀土改性铬酸盐低铬钝化液，所述钝化液的溶剂为水，溶质包括以下组分及其含量：三氧化铬3～7g/L、硫酸铈铵0.3～0.5g/L、无水硫酸钠0.6～0.8g/L、65～68wt％的硝酸2～3mL/L和九水合硝酸铬1～3g/L。

(6)铬酸盐低铬彩色钝化：镉钛合金镀层进行“2％的硝酸出光→水洗→在室温条件下铬酸盐低铬彩色钝化5～15s→水洗→烘干”制备铬酸盐低铬彩色钝化层。

所述走位剂中含有水溶性炔丙酰胺聚合物的质量浓度为8～12g/L，二甲基苯磺酸钠的质量浓度为50～80g/L，产品型号为PE 600的聚氧乙烯醚磷酸酯80～120mL/L。将水溶性炔丙酰胺聚合物8～12g、二甲基苯磺酸钠50～80g、产品型号为PE 600的聚氧乙烯醚磷酸酯80～120mL加入500mL水中，搅拌均匀后加水至1000mL。

所述配位剂由A、B、C三种组分组成，其中A组分为氨三乙酸，B组分由柠檬酸、酒石酸、葡萄糖酸、苹果酸中的任意一种或两种组成，C组分由丙二酸、顺丁稀二酸、反丁稀二酸、草酸中的任意一种或两种组成，配位剂按如下比例配制：A、300～400g；B、350～450g；C、250～350g，加入容器中搅拌混合均匀。

所述光亮剂由D、E、F三种组分组成，其中D组分为α-乙烯基-N-丙磺酸基吡啶内盐(CAS NO.6613-64-5)，E组分由3-甲氧基-4-羟基苯甲醛、3,4-二甲氧基苯甲醛、4-甲氧基苯甲醛中的任意一种或两种组成，F组分由丙炔醇乙氧基醚、丙炔醇丙氧基醚、N,N-二乙基丙炔胺、N,N-二乙基丙炔胺甲酸盐、N,N-二乙基丙炔胺硫酸盐中的任意一种或两种成分组成。光亮剂按如下比例和方法配制：400mL水中加入300mL异丙醇混合均匀，将D、E和F三种组分分别按50～60g、35～45g和70～90g溶解于异丙醇和水混合液中，加水至1000mL。

所述的辅助剂由下述方法制备：60～70g型号为IC113的水溶性聚丙烯酰胺、30～40g由乙二胺、二甲基丙胺与环氧氯丙烷组成的缩合物、50～60g 2-乙基己基硫酸酯钠盐、15～25g N,N,N-三(2-羟丙基)-N'-羟乙基乙二胺以及40～50gG组分(G组分与光亮剂中的F组分一致)加入700g水中，搅拌使其溶解，再补加水至1000mL。

所述钛盐补给剂为氟钛酸钾的水溶液，将2g氟钛酸钾溶解于800mL水中，加水至1000mL。

采用所述工艺制备的镀件按照GB/T 10125–1997《人造气氛腐蚀试验盐雾试验》进行中性盐雾测试3000h，镉钛合金镀层无红色腐蚀物生成。本实施例制备的镉钛合金镀层的耐蚀性，远远高于GB/T 13322-1991《金属覆盖层低氢脆镉钛电镀层》500h中性盐雾试验不出现红色腐蚀物的要求。

按JB 2111-1977《金属覆盖层的结合强度试验方法》，以热震试验法测定镀层结合力。将所述工艺制备的镀镉件放在加热炉中加热至190℃，取出放入室温的水中骤然冷却，镀层没有出现起泡和脱落，所述镉钛合金镀层结合力良好。

以上对本实用新型实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本实用新型实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (6)

1.一种高强度结构钢的氯化钾无氰镉钛合金镀层结构，其特征在于：

包括金属基体和电镀层，所述电镀层从内到外依次为氯化钾无氰镉钛合金镀层、铬酸盐低铬彩色钝化层。

2.根据权利要求1所述的一种高强度结构钢的氯化钾无氰镉钛合金镀层结构，其特征在于：

所述金属基体是高强度结构钢。

3.根据权利要求1或2所述的一种高强度结构钢的氯化钾无氰镉钛合金镀层结构，其特征在于：

所述氯化钾无氰镉钛合金镀层的厚度为8～12μm。

4.根据权利要求3所述的一种高强度结构钢的氯化钾无氰镉钛合金镀层结构，其特征在于：

所述氯化钾无氰镉钛合金镀层是由氯化钾无氰镉钛合金电镀工艺制备的。

5.根据权利要求1所述的一种高强度结构钢的氯化钾无氰镉钛合金镀层结构，其特征在于：

所述铬酸盐低铬彩色钝化层的厚度是0.2～0.5μm。

6.根据权利要求5所述的一种高强度结构钢的氯化钾无氰镉钛合金镀层结构，其特征在于：

所述铬酸盐低铬彩色钝化层是由稀土改性铬酸盐钝化工艺制备的。

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