專(zhuān)利名稱(chēng)：深孔加厚鍍硬鉻的工藝方法
深孔加厚鍍硬鉻的工藝方法本發(fā)明是關(guān)于深孔加厚鍍硬鉻的工藝方法，尤其是黑色金屬內(nèi)孔加厚鍍硬鉻厚度大于100 μ m、孔深為300mm以上的工藝方法。
背景技術(shù)：
目前各國(guó)鍍硬鉻的工藝，其陰極電流效率為12- 14%。沉積速度為12 - 25 μ m/h，電流效率為20 - 25%。這種鍍硬鉻工藝是效率最低、槽壓最高、能耗最大、分散能力最差的，而且無(wú)法解決加厚鍍硬鉻鍍層爆皮和不易克服鍍層中經(jīng)常出現(xiàn)麻點(diǎn)、針孔問(wèn)題，尤其是產(chǎn)生黑色的粗糙沉積層，在此粗糙的沉積層表面繼續(xù)加厚的鉻層就會(huì)顯得更粗糙，而且鍍層的結(jié)合力也將受到影響。鍍內(nèi)鉻時(shí)，產(chǎn)生針孔、麻點(diǎn)等缺陷產(chǎn)生的幾率會(huì)大大增加，這是因?yàn)殡婂儠r(shí)氫在陰極上析出后，經(jīng)常呈氣泡狀粘附在電極表面，造成該處絕緣，使金屬離子不能在粘附氣泡的地方放電，只能在氣泡的周?chē)烹?，如果電鍍過(guò)程中總是滯留在一個(gè)地方，就會(huì)在鍍層中形成空洞或縫隙叫針孔。如果氫氣在陰極上附著不牢固，發(fā)生周期性的滯留與脫落，就會(huì)出現(xiàn)麻點(diǎn)。根據(jù)成因，因鍍內(nèi)鉻時(shí)受零件結(jié)構(gòu)限制，槽液的流動(dòng)性差，必須增加零件內(nèi)孔槽液的流動(dòng)性，減少氫氣在電極上的粘附，從而較少鉻層針孔、麻點(diǎn)的產(chǎn)生。盡管多年來(lái)，很多人致力于鍍鉻工藝的研究，也開(kāi)發(fā)出了一些有價(jià)值的工藝，雖然提高了鍍層結(jié)合力和鍍層光亮度，避免了鉻液的報(bào)廢，但仍然不能從根本上解決鍍層鼓泡、脫落、針孔、麻點(diǎn)等問(wèn)題。雖然國(guó)內(nèi)外對(duì)深孔高速鍍硬鉻工藝已經(jīng)進(jìn)行了大量實(shí)驗(yàn)研究，尤其是對(duì)鍍前處理、施鍍方法、防鍍手段及獲得均勻鍍層進(jìn)行深入研究，由于深孔加厚鍍硬鉻具有相當(dāng)難度，對(duì)有些關(guān)鍵、重要的零部件有耐磨性、耐腐蝕等性能的要求，如活塞桿、外筒等高難度、高要求鍍件，工件幾何形狀復(fù)雜對(duì)鉻層的氣密性、孔隙率、硬度都有很高的要求。電鍍中主要缺陷為鼓泡、龜裂、針孔、麻點(diǎn)、甚至大面積無(wú)鍍層，一般工藝很難解決。鍍內(nèi)鉻時(shí)產(chǎn)生這些缺陷些的幾率會(huì)大大增高，解決的難度就就隨之增大。深孔加厚鍍硬鉻中，由于影響鍍鉻質(zhì)量的因素很多，也很復(fù)雜，鉻層質(zhì)量與溫度、電流密度、鉻酐及硫酸的含量等有著密切關(guān)系。深孔加厚鍍內(nèi)鉻主要有三大影響因素1、鍍鉻溶液在鍍內(nèi)鉻時(shí)槽液流動(dòng)性差；2、鍍鉻液成份變化大不穩(wěn)定，3、鍍內(nèi)鉻時(shí)鍍鉻液中的硫酸與三價(jià)鉻比例失調(diào)( 三價(jià)鉻與六價(jià)鉻在不同的陰、陽(yáng)極面積及電流密度不同時(shí)會(huì)互相轉(zhuǎn)換)。如長(zhǎng)時(shí)間鍍內(nèi)孔鉻，陽(yáng)極面積小于陰極面積，隨著電鍍時(shí)間的增長(zhǎng)，三價(jià)鉻就會(huì)上升，若三價(jià)鉻過(guò)高，鍍液覆蓋能力顯著下降，鍍層光亮差，表面易產(chǎn)生麻點(diǎn)和裂紋。鍍液中的S04卜和陰極生成的三價(jià)鉻雖不直接參與電極反應(yīng)，但它們的存在和含量對(duì)鍍鉻層質(zhì)量至關(guān)重要。鍍鉻中如何嚴(yán)格控制它們的含量，特別是鉻酐與硫酸的比值一直是業(yè)內(nèi)頭痛的問(wèn)題。工藝上常采用先噴丸后鍍100 μ m以上硬鉻層零件的結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，鍍外鉻容易保證一些，深孔鍍內(nèi)鉻就比較困難，特別是外形比較復(fù)雜的筒體類(lèi)零件，如內(nèi)孔直徑為Φ20 Φ 120mm，孔深為300 1200mm之間的深孔加厚鍍硬鉻，鍍鉻時(shí)間一般在7小時(shí)以上。由于鉻層厚，在鍍鉻層上不允許有氣孔、針眼、麻點(diǎn)等缺陷，內(nèi)孔加厚鍍鉻本身就容易出現(xiàn)鍍層缺陷，鍍鉻工藝上難度很大。深孔鍍內(nèi)鉻時(shí)，槽液不易循環(huán)，流動(dòng)性差，長(zhǎng)時(shí)間的鍍鉻，使鍍鉻溶液的成分變化大，硫酸與三價(jià)鉻的比例容易失調(diào)，雖然通過(guò)多次工藝試驗(yàn)，仍然無(wú)法解決深孔零件加厚鍍內(nèi)鉻的質(zhì)量問(wèn)題。鉻層質(zhì)量難以控制是造成返工的一個(gè)主要因素。由于反修率大，合格率一般僅有45% 60%，已成為產(chǎn)品質(zhì)量難以控制的瓶頸。鍍層的質(zhì)量直接影響到零件的使用壽命和工作效率，使業(yè)內(nèi)深深感受到深孔鍍內(nèi)鉻質(zhì)量是個(gè)永遠(yuǎn)的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足之處，提供一種鍍液性能穩(wěn)定，鉻鍍層結(jié)合好，結(jié)晶細(xì)致、表面光潔平整、鍍層厚度均勻，能夠顯著提高合格率高的深孔加厚鍍硬鉻的工藝方法。本發(fā)明的上述目的可以通過(guò)以下措施來(lái)實(shí)現(xiàn)，一種深孔加厚鍍硬鉻的工藝方法，其特征在于包括如下步驟
1)在鍍鉻槽邊安裝一個(gè)有多個(gè)分流嘴的循環(huán)過(guò)濾機(jī)，分流嘴通過(guò)槽液分流器相連的過(guò)濾導(dǎo)管接入槽中每個(gè)鍍鉻零件的深孔，使鍍鉻槽液在零件內(nèi)部不停地由下而上的循環(huán)，在電鍍過(guò)程中，槽液在鍍鉻零件內(nèi)孔不間斷進(jìn)行循環(huán)、補(bǔ)充，更新，使零件內(nèi)部的鍍鉻液與整個(gè)鍍鉻槽液不斷交換；
2)穩(wěn)定鍍液的成分及比例控制在CrO3:220 250g/L,H2SO4:2. 2 2. 5g/L, Cr3+ 2 4g/L;Cr03 :H2S04=95:100 100:105 ;
3)增大陽(yáng)極面積，減少陰陽(yáng)極面積之比；將陽(yáng)極棒四周沿軸線制4 8個(gè)矩形槽后再鑄鉛，在同等的直徑下增大50 65%的陽(yáng)極面積。上述方法是經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)次試驗(yàn)得出的。本發(fā)明相比于現(xiàn)有技術(shù)具`有如下有益效果。本發(fā)明在過(guò)濾機(jī)進(jìn)液管道口安裝多過(guò)分流嘴，不斷補(bǔ)充、更新，不斷交換零件內(nèi)部的鍍鉻液與整個(gè)鍍鉻槽液混合，穩(wěn)定鍍鉻槽液的成分及硫酸與三價(jià)鉻的比例，另一方面也提聞槽液的清潔度，從而提聞鍛絡(luò)質(zhì)量。在現(xiàn)有技術(shù)中，因受所鍍內(nèi)孔大小的限制，內(nèi)陽(yáng)極的面積是小于陰極的。在電鍍過(guò)程中，內(nèi)孔中槽液的三價(jià)鉻會(huì)不斷增高，槽液的濃度會(huì)不斷變低，電鍍時(shí)間越長(zhǎng)，三價(jià)鉻、濃度就會(huì)變化越大。本發(fā)明增加內(nèi)孔循環(huán)裝置后，變化的三價(jià)鉻、槽液的濃度隨之被帶出與整個(gè)鍍鉻槽液混合，從而穩(wěn)定三價(jià)鉻和槽液的成分。本發(fā)明采用機(jī)械密封循環(huán)過(guò)濾機(jī)內(nèi)裝內(nèi)流式結(jié)構(gòu)，在長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)中無(wú)需潤(rùn)滑、冷卻、無(wú)泄漏。鉻層質(zhì)量有顯著提高，加厚內(nèi)孔鍍鉻的合格率提高到96%以上，解決了深孔加厚鍍硬鉻類(lèi)質(zhì)量控制的技術(shù)瓶頸。本發(fā)明將穩(wěn)定鍍液的成分及比例控制在CrO3:220 250g/L，H2SO4:2. 2 2. 5g/L,Cr3+ 2 4g/L;Cr03 :H2S04=95:100 100:105 ;鍍液性能穩(wěn)定。本發(fā)明通過(guò)循環(huán)過(guò)濾機(jī)循環(huán)電鍍過(guò)程中鍍鉻零件內(nèi)孔槽液，不間斷補(bǔ)充更新零件內(nèi)孔槽液，鍍鉻液與整個(gè)鍍鉻零件內(nèi)部槽液不斷交換，通過(guò)以上發(fā)明，鉻鍍層結(jié)合力好，鍍層厚度均勻，結(jié)晶細(xì)致、表面光潔平整，顯著提高了深孔加厚鍍硬鉻合格率。


圖1是本發(fā)明過(guò)濾機(jī)與鍍鉻槽的安裝透視示意圖。圖2是圖1的俯視圖。
圖中1槽液分流器，2快換接頭，3循環(huán)過(guò)濾機(jī)，4鍍槽陽(yáng)極，5過(guò)濾導(dǎo)管，6鍍槽陰極，7陽(yáng)極導(dǎo)電線，8零件象形內(nèi)陽(yáng)極，9鍍內(nèi)鉻夾具，10鍍鉻零件，11鍍槽。
具體實(shí)施例方式為了有效的提高內(nèi)鉻的質(zhì)量，提高合格率，首先要解決鍍鉻槽液在零件內(nèi)的流動(dòng)性，穩(wěn)定鍍液的成分及比例一般控制在CrO3:220 250g/L, H2SO4:2. 2 2. 5g/L, Cr3+ 2 4g/L; CrO3 : H2S04=95:100 100:105。鍍槽陰極6位于上下平行的鍍槽陽(yáng)極4之間，陽(yáng)極導(dǎo)電線7通過(guò)鍍槽11下方鍍槽陽(yáng)極4相連鍍槽陰極6。鍍內(nèi)鉻夾具9排列在鍍槽11的掛桿上，鍍鉻零件10通過(guò)鍍內(nèi)鉻夾具9固聯(lián)，零件象形內(nèi)陽(yáng)極8鍍鉻零件10內(nèi)孔與誰(shuí)相連。通過(guò)在鍍鉻槽邊安裝一個(gè)耐酸堿、耐100°C溫度以下的循環(huán)過(guò)濾機(jī)3，在循環(huán)過(guò)濾機(jī)3進(jìn)液管道口安裝有若干個(gè)經(jīng)槽液分流器I的分流嘴，分流嘴通過(guò)帶快換接頭2的過(guò)濾導(dǎo)管5接入槽中每個(gè)鍍鉻零件10的內(nèi)部，使鍍鉻槽液在鍍鉻零件10內(nèi)部不停的由下而上的循環(huán)，鍍鉻零件10內(nèi)孔槽液的循環(huán)在電鍍過(guò)程中不間斷的進(jìn)行，內(nèi)孔的槽液得到不斷的補(bǔ)充、更新，使鍍鉻零件內(nèi)部的鍍鉻液與整個(gè)鍍鉻槽液不斷交換。另一方面，增大鍍槽陽(yáng)極4面積，減少陰陽(yáng)極面積之比，降低三價(jià)鉻的增長(zhǎng)速度；陽(yáng)極面積與陰陽(yáng)極面積之比在常規(guī)鍍內(nèi)鉻的基礎(chǔ)上增加50% 65%。如鍍?chǔ)?0Χ300的內(nèi)孔的鍍鉻零件10，一般陽(yáng)極選用Φ 12 Φ 15，陰陽(yáng)之比=2. 83 dm2 (30X3. 14X300)1. 13 (12X3· 14X300)dm2 1. 41 (15X3. 14X300)dm2=2. 5:1 2，在同等的直徑鍍槽陽(yáng)極4上開(kāi)4個(gè)5mm寬，3mm深的矩形槽，鍍槽陽(yáng)極面積變?yōu)?2. 13 [15X3. 14X300+ (3X300) X8] dm2，陰陽(yáng)之比=1. 33:1。具體在鍍槽陽(yáng)極上開(kāi)幾個(gè)槽，要結(jié)合使用的鍍槽陽(yáng)極直徑大小而定，鍍槽陽(yáng)極在Φ10 Φ20之間，一般開(kāi)4個(gè)槽。在Φ 20 Φ 50之間，一般開(kāi)5 7個(gè)槽,鍛槽陽(yáng)極在Φ 50以上，開(kāi)8個(gè)槽，同時(shí)也增加在鑄造時(shí)與鉛的結(jié)合力。具體操作為鍍前處理有機(jī)溶劑清洗或金屬洗滌劑清洗—化學(xué)除油(溫度70 90°C，)時(shí)間除 盡為止、檢查有30秒鐘水膜連續(xù)不斷后進(jìn)行裝掛一鍍鉻零件在經(jīng)過(guò)反拔、沖擊電流后，用溫度55 57°C，電流45 50A/ dm2,電鍍至3 4小時(shí)后，可將電流調(diào)制50 55 A/dm2至電鍍結(jié)束一清洗并干燥一除氫處理。
權(quán)利要求
1.一種深孔加厚鍍硬鉻的工藝方法，其特征在于包括如下步驟 1)在鍍鉻槽邊安裝一個(gè)有多個(gè)分流嘴的循環(huán)過(guò)濾機(jī)，分流嘴通過(guò)槽液分流器相連的過(guò)濾導(dǎo)管接入槽中每個(gè)鍍鉻零件的深孔，使鍍鉻槽液在零件內(nèi)部不停地由下而上的循環(huán)，在電鍍過(guò)程中，槽液在鍍鉻零件內(nèi)孔不間斷進(jìn)行循環(huán)、補(bǔ)充，更新，使零件內(nèi)部的鍍鉻液與整個(gè)鍍鉻槽液不斷交換； 2)穩(wěn)定鍍液的成分及比例控制在CrO3:220 250g/L,H2SO4:2. 2 2. 5g/L, Cr3+ 2 4g/L;Cr03 :H2S04=95:100 100:105 ; 3)增大陽(yáng)極面積，減少陰陽(yáng)極面積之比；將陽(yáng)極棒四周沿軸線制4 8個(gè)矩形槽后再鑄鉛，在同等的直徑下增大陽(yáng)極面積。
2.如權(quán)利要求1所述的深孔加厚鍍硬鉻的工藝方法，其特征在于，深孔零件在經(jīng)過(guò)反拔、沖擊電流后，用溫度55 57V’電流45 50A/，電鍍至2 3小時(shí)后，將電流調(diào)制50 55 A/dm2至電鍍結(jié)束。
3.如權(quán)利要求1所述的深孔加厚鍍硬鉻的工藝方法，其特征在于，陽(yáng)極面積與陰陽(yáng)極面積之比在常規(guī)鍍內(nèi)鉻的基礎(chǔ)上增加50% 65%。
4.如權(quán)利要求1所述的深孔加厚鍍硬鉻的工藝方法，其特征在于，陽(yáng)極上制有4個(gè)至少5mm寬,3 5_深的矩形槽。
5.如權(quán)利要求1所述的深孔加厚鍍硬鉻的工藝方法，其特征在于，鍍槽陽(yáng)極在Φ10 Φ 20之間，開(kāi)4個(gè)槽，在Φ20 Φ 50之間，開(kāi)5 7個(gè)槽，鍍槽陽(yáng)極在Φ 50以上，開(kāi)8個(gè)槽。
全文摘要
本發(fā)明提出的一種深孔加厚鍍硬鉻的工藝方法，在鍍鉻槽邊安裝有多個(gè)分流嘴的循環(huán)過(guò)濾機(jī)，分流嘴通過(guò)導(dǎo)管接入槽中每個(gè)鍍鉻零件深孔循環(huán)，電鍍過(guò)程中鍍鉻槽液不間斷循環(huán)補(bǔ)充；穩(wěn)定鍍液的成分及比例控制在CrO3220～250g/L，H2SO42.2～2.5g/L，Cr3+2～4g/L；CrO3:H2SO4=95:100～100:105；增大陽(yáng)極面積，減少陰陽(yáng)極面積之比；將陽(yáng)極棒四周沿軸線制4～8個(gè)矩形槽后再鑄鉛，在同等的直徑下增大陽(yáng)極的面積。本發(fā)明通過(guò)循環(huán)過(guò)濾機(jī)循環(huán)電鍍過(guò)程中鍍鉻零件內(nèi)孔槽液，不間斷補(bǔ)充更新零件內(nèi)孔槽液，鍍鉻液與整個(gè)鍍鉻零件內(nèi)部槽液不斷交換，鉻鍍層結(jié)合充分，鍍層厚度均勻，結(jié)晶細(xì)致、表面光潔平整，顯著提高了深孔加厚鍍硬鉻合格率。
文檔編號(hào)C25D21/12GK103046096SQ20121054787
公開(kāi)日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月17日
發(fā)明者肖娟, 孫少平, 胡蓉平 申請(qǐng)人:四川凌峰航空液壓機(jī)械有限公司