本發(fā)明涉及五金電鍍鉻技術領域,具體是一種金屬制品的鍍鉻制造方法。
背景技術:
五金制品若不經過電鍍,極易生銹和老化,表面不耐磨,也不美觀。目前,對于五金制品,一般采用鍍鎳或鍍鉻。金屬鉻和金屬鎳化學性質都較為穩(wěn)定,在空氣中容易鈍化,進而在在鋼鐵制品表面形成一層極薄的鈍化膜,較好地抵抗外界的腐蝕。鍍鉻工藝對鍍層強度、耐腐蝕方面的性能有很大關聯(lián),尤其是鍍鉻的預處理過程對鉻層影響很大,很多鍍鉻失敗都源于預處理工作不到位,如脫脂、除蠟、除油、活化不到位等問題。通過提高鍍鉻層硬度來進一步改善鍍層的耐磨性一直是電鍍硬鉻技術研究開發(fā)的目標。己有研究表明,通過在鍍液中適當添加Cr3+、降低鉻配濃度、適當增加硫酸與鉻配比值可以比較容易的實現(xiàn)鍍鉻層硬度從傳統(tǒng)鍍硬鉻的約750HV提高到1 15OHV,但以此種途徑獲得的鍍鉻層結構孔隙率較大,鍍層耐蝕性能不夠理想。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種金屬制品的鍍鉻制造方法,以解決上述背景技術中提出的問題。
為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供如下技術方案:
一種金屬制品的鍍鉻制造方法,步驟如下:
1)脫脂:將待鍍五金件浸于68-70℃的堿性除油劑中脫脂35-40min,堿性除油劑pH值為8-14;
2)第一次清洗:采用pH值為8-14的氫氧化鈉溶液清洗待鍍五金件,并使用超聲波進行干燥;
3)蒸汽處理:將待鍍五金件置于500-510℃的蒸汽爐內,使爐內溫度急劇下降至280-300℃,然后再加熱至500-510℃,按0.15MPa/s的流量通入蒸汽并保持爐內0.24MPa恒壓,再次加熱至580-600℃,保溫50min后降溫至480℃,停止通入蒸汽并保溫50-60min,出爐冷卻至室溫;
4)拋丸處理:將待鍍五金件放入拋丸機內進行拋丸處理,處理時間為30-40min;
5)除蠟:采用三氯乙烯溶劑對待鍍五金件進行除蠟處理,浸泡時間30-40min,浸泡溫度45-55℃;
6)除油:采用含有陰/非兩性表面活性劑溶液對待鍍五金件進行除油處理,陰/非兩性表面活性劑為脂肪酸甲酯乙氧基化物的磺酸鹽,含量1-5%,處理溫度45-55℃;
7)第二次清洗:采用純水進行清洗,清洗溫度55-60℃;
8)陽極電解除油:以待鍍五金件為陽極,以不銹鋼板為陰極,在pH值為8-14的溶液環(huán)境中,通過直流電,電流密度為10-18A/dm2,溶液溫度為60-80℃;
9)第三次清洗:采用純水進行清洗,清洗溫度40-50℃;
10)第一次酸活化:采用質量濃度2-5%硫酸常溫下浸泡處理12-15min進行第一次活化;
11)第四次清洗:采用純水進行清洗,清洗溫度55-60℃;
12)鍍亮銅打底:溫度為45-60℃環(huán)境下,電流密度為2-5A/dm2進行電鍍光亮銅處理40-50min,鍍銅液濃度為氰化亞銅50-60g/L、氰化鈉45-55g/L、氫氧化鈉1-3g/L;
13)第五次清洗:采用純水進行清洗,清洗溫度30-50℃;
14)第二次酸活化:采用質量濃度2-5%硫酸常溫下浸泡處理15-20min進行第二次活化;
15)第六次清洗:采用純水進行清洗,清洗溫度60-70℃;
16)鍍酸銅打底:在溫度為40-45℃環(huán)境下,電流密度為12-16A/dm2進行電鍍酸銅處理60-70min,鍍銅液濃度為硫酸銅200-220g/L、硫酸80-90g/L、氯離子50-100mg/L、走位劑0.8-1.0mg/L、光亮劑0.5-0.8mg/L;
17)第七次清洗:采用純水進行清洗,清洗溫度55-60℃;
18)三次酸活化:采用質量濃度2-5%硫酸常溫下浸泡處理15-20min進行第三次活化;
19)第八次清洗:采用純水進行清洗,清洗溫度30-50℃;
20)鍍鎳打底:在鍍鎳液中溫度65-70℃、電流密度5-8A/dm2進行鍍鎳處理60-70min,鍍鎳濃度為硫酸鎳230-250g/L、氯化鎳60-70g/L、硼酸25-35g/L、柔軟劑2-3mg/L、走位劑1-2mg/L;
21)鍍金光鎳:在pH值3.8-4.5的鍍鎳液中溫度50-65℃、電流密度4-8A/dm2進行鍍鎳處理30-40min,鍍鎳濃度為硫酸鎳250-300g/L、氯化鎳20-40g/L、硼酸60-65g/L、柔軟劑15-20mg/L、光亮劑0.5-1mg/L,同時加入二氧化硅、硫酸鋇微粒,粒徑為0.01-0.5微米,使微粒與鎳實現(xiàn)共沉積,形成復合鍍層;
22)鉻酸鍍液返刻蝕:將絡酐220g/L、96%的硫酸3.5g/L混合作為返刻蝕鍍液,以待鍍五金件為陽極,鉛錫合金為陰極,陽極電流密度為20A/dm2,室溫下返刻蝕2min;
23)第九次清洗:采用純水進行清洗,清洗溫度40℃;
24)鍍鉻:在pH值1.5-4的鍍鎳液中溫度45-50℃、電流密度12-18A/dm2進行鍍鎳處理60-80min,鍍鉻液組成為:絡酐220-250g/L、96%的硫酸4-4.5g/L、三價鉻離子2-4g/L、甲基磺酸鹽6-8g/L、磺酸鹽10-13g/L、溴化鈉23-26g/L、改性鈰稀土3-6g/L、十二烷基酸鈉4-6g/L、硼酸3-7g/L;
25)第十次清洗:采用純水進行清洗,清洗溫度60℃;
26)鈍化:采用濃硝酸、濃硫酸進行鈍化處理,提高鍍層表面光亮和美觀、同時,在鍍層表面生成一層組織致密的鈍化膜,增加鍍層耐腐性;
27)第十一次清洗:采用純水進行清洗,清洗溫度40℃;
28)第十二次清洗:采用超純水進行清洗,清洗溫度30℃;
29)吹風:將待鍍五金件表面留存的水珠吹掃干凈;
30)烘烤:通過烤箱進行烘烤,溫度為150℃,時間為50-80min。
作為本發(fā)明進一步的方案:所述走位劑為烯丙基磺酸鈉、不飽和烷基磺酸鹽或羥基化合物磺酸鈉鹽中的一種或多種組合。
作為本發(fā)明再進一步的方案:所述柔軟劑為丙炔基磺酸鈉。
與現(xiàn)有技術相比,本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明用于五金制品的高性能鍍鉻工藝,工藝步驟設計合理,加工成本低,所獲得的產品耐蝕性能好。本發(fā)明用于五金制品的高性能鍍鉻工藝其鍍層沉積速度快,鍍層微裂紋條數(shù)更多,鍍層具有更好的耐腐蝕性能,采用本工藝處理的鍍鉻鍍層硬度均遠高于傳統(tǒng)標準鍍鉻鍍層硬度,在結合力合格的情況下,具有更好的耐磨性和耐腐蝕性,可顯著延長工件的使用壽命。
具體實施方式
下面結合具體實施方式對本發(fā)明的技術方案作進一步詳細地說明。
實施例1
一種金屬制品的鍍鉻制造方法,步驟如下:
1)脫脂:將待鍍五金件浸于68℃的堿性除油劑中脫脂35min,堿性除油劑pH值為8;
2)第一次清洗:采用pH值為8的氫氧化鈉溶液清洗待鍍五金件,并使用超聲波進行干燥;
3)蒸汽處理:將待鍍五金件置于500℃的蒸汽爐內,使爐內溫度急劇下降至280℃,然后再加熱至500℃,按0.15MPa/s的流量通入蒸汽并保持爐內0.24MPa恒壓,再次加熱至580℃,保溫50min后降溫至480℃,停止通入蒸汽并保溫50min,出爐冷卻至室溫;
4)拋丸處理:將待鍍五金件放入拋丸機內進行拋丸處理,處理時間為30min;
5)除蠟:采用三氯乙烯溶劑對待鍍五金件進行除蠟處理,浸泡時間30min,浸泡溫度45℃;
6)除油:采用含有陰/非兩性表面活性劑溶液對待鍍五金件進行除油處理,陰/非兩性表面活性劑為脂肪酸甲酯乙氧基化物的磺酸鹽,含量1%,處理溫度45℃;
7)第二次清洗:采用純水進行清洗,清洗溫度55℃;
8)陽極電解除油:以待鍍五金件為陽極,以不銹鋼板為陰極,在pH值為8的溶液環(huán)境中,通過直流電,電流密度為10A/dm2,溶液溫度為60℃;
9)第三次清洗:采用純水進行清洗,清洗溫度40℃;
10)第一次酸活化:采用質量濃度2%硫酸常溫下浸泡處理12min進行第一次活化;
11)第四次清洗:采用純水進行清洗,清洗溫度55℃;
12)鍍亮銅打底:溫度為45℃環(huán)境下,電流密度為2A/dm2進行電鍍光亮銅處理40min,鍍銅液濃度為氰化亞銅50g/L、氰化鈉45g/L、氫氧化鈉1g/L;
13)第五次清洗:采用純水進行清洗,清洗溫度30℃;
14)第二次酸活化:采用質量濃度2%硫酸常溫下浸泡處理15min進行第二次活化;
15)第六次清洗:采用純水進行清洗,清洗溫度60℃;
16)鍍酸銅打底:在溫度為40℃環(huán)境下,電流密度為12A/dm2進行電鍍酸銅處理60min,鍍銅液濃度為硫酸銅200g/L、硫酸80g/L、氯離子50mg/L、走位劑0.8mg/L、光亮劑0.5mg/L;
17)第七次清洗:采用純水進行清洗,清洗溫度55℃;
18)三次酸活化:采用質量濃度2%硫酸常溫下浸泡處理15min進行第三次活化;
19)第八次清洗:采用純水進行清洗,清洗溫度30℃;
20)鍍鎳打底:在鍍鎳液中溫度65℃、電流密度5A/dm2進行鍍鎳處理60min,鍍鎳濃度為硫酸鎳230g/L、氯化鎳60g/L、硼酸25g/L、柔軟劑2mg/L、走位劑1mg/L;
21)鍍金光鎳:在pH值3.8的鍍鎳液中溫度50℃、電流密度4A/dm2進行鍍鎳處理30min,鍍鎳濃度為硫酸鎳250g/L、氯化鎳20g/L、硼酸60g/L、柔軟劑15mg/L、光亮劑0.5mg/L,同時加入二氧化硅、硫酸鋇微粒,粒徑為0.01微米,使微粒與鎳實現(xiàn)共沉積,形成復合鍍層;
22)鉻酸鍍液返刻蝕:將絡酐220g/L、96%的硫酸3.5g/L混合作為返刻蝕鍍液,以待鍍五金件為陽極,鉛錫合金為陰極,陽極電流密度為20A/dm2,室溫下返刻蝕2min;
23)第九次清洗:采用純水進行清洗,清洗溫度40℃;
24)鍍鉻:在pH值1.5的鍍鎳液中溫度45℃、電流密度12A/dm2進行鍍鎳處理60min,鍍鉻液組成為:絡酐220g/L、96%的硫酸4g/L、三價鉻離子2g/L、甲基磺酸鹽6g/L、磺酸鹽10g/L、溴化鈉23g/L、改性鈰稀土3g/L、十二烷基酸鈉4g/L、硼酸3g/L;
25)第十次清洗:采用純水進行清洗,清洗溫度60℃;
26)鈍化:采用濃硝酸、濃硫酸進行鈍化處理,提高鍍層表面光亮和美觀、同時,在鍍層表面生成一層組織致密的鈍化膜,增加鍍層耐腐性;
27)第十一次清洗:采用純水進行清洗,清洗溫度40℃;
28)第十二次清洗:采用超純水進行清洗,清洗溫度30℃;
29)吹風:將待鍍五金件表面留存的水珠吹掃干凈;
30)烘烤:通過烤箱進行烘烤,溫度為150℃,時間為50min。
其中,所述走位劑為烯丙基磺酸鈉;所述柔軟劑為丙炔基磺酸鈉。
實施例2
一種金屬制品的鍍鉻制造方法,步驟如下:
1)脫脂:將待鍍五金件浸于69℃的堿性除油劑中脫脂37min,堿性除油劑pH值為10;
2)第一次清洗:采用pH值為11的氫氧化鈉溶液清洗待鍍五金件,并使用超聲波進行干燥;
3)蒸汽處理:將待鍍五金件置于505℃的蒸汽爐內,使爐內溫度急劇下降至290℃,然后再加熱至505℃,按0.15MPa/s的流量通入蒸汽并保持爐內0.24MPa恒壓,再次加熱至590℃,保溫50min后降溫至480℃,停止通入蒸汽并保溫55min,出爐冷卻至室溫;
4)拋丸處理:將待鍍五金件放入拋丸機內進行拋丸處理,處理時間為35min;
5)除蠟:采用三氯乙烯溶劑對待鍍五金件進行除蠟處理,浸泡時間35min,浸泡溫度50℃;
6)除油:采用含有陰/非兩性表面活性劑溶液對待鍍五金件進行除油處理,陰/非兩性表面活性劑為脂肪酸甲酯乙氧基化物的磺酸鹽,含量3%,處理溫度50℃;
7)第二次清洗:采用純水進行清洗,清洗溫度58℃;
8)陽極電解除油:以待鍍五金件為陽極,以不銹鋼板為陰極,在pH值為11的溶液環(huán)境中,通過直流電,電流密度為15A/dm2,溶液溫度為70℃;
9)第三次清洗:采用純水進行清洗,清洗溫度45℃;
10)第一次酸活化:采用質量濃度3%硫酸常溫下浸泡處理13min進行第一次活化;
11)第四次清洗:采用純水進行清洗,清洗溫度58℃;
12)鍍亮銅打底:溫度為52℃環(huán)境下,電流密度為3A/dm2進行電鍍光亮銅處理45min,鍍銅液濃度為氰化亞銅55g/L、氰化鈉50g/L、氫氧化鈉2g/L;
13)第五次清洗:采用純水進行清洗,清洗溫度40℃;
14)第二次酸活化:采用質量濃度2.5%硫酸常溫下浸泡處理18min進行第二次活化;
15)第六次清洗:采用純水進行清洗,清洗溫度65℃;
16)鍍酸銅打底:在溫度為43℃環(huán)境下,電流密度為14A/dm2進行電鍍酸銅處理65min,鍍銅液濃度為硫酸銅210g/L、硫酸85g/L、氯離子70mg/L、走位劑0.9mg/L、光亮劑0.6mg/L;
17)第七次清洗:采用純水進行清洗,清洗溫度58℃;
18)三次酸活化:采用質量濃度3%硫酸常溫下浸泡處理17min進行第三次活化;
19)第八次清洗:采用純水進行清洗,清洗溫度40℃;
20)鍍鎳打底:在鍍鎳液中溫度67℃、電流密度6A/dm2進行鍍鎳處理65min,鍍鎳濃度為硫酸鎳240g/L、氯化鎳65g/L、硼酸30g/L、柔軟劑2.5mg/L、走位劑1.5mg/L;
21)鍍金光鎳:在pH值4.2的鍍鎳液中溫度58℃、電流密度6A/dm2進行鍍鎳處理35min,鍍鎳濃度為硫酸鎳280g/L、氯化鎳30g/L、硼酸62g/L、柔軟劑18mg/L、光亮劑0.9mg/L,同時加入二氧化硅、硫酸鋇微粒,粒徑為0.2微米,使微粒與鎳實現(xiàn)共沉積,形成復合鍍層;
22)鉻酸鍍液返刻蝕:將絡酐220g/L、96%的硫酸3.5g/L混合作為返刻蝕鍍液,以待鍍五金件為陽極,鉛錫合金為陰極,陽極電流密度為20A/dm2,室溫下返刻蝕2min;
23)第九次清洗:采用純水進行清洗,清洗溫度40℃;
24)鍍鉻:在pH值3的鍍鎳液中溫度48℃、電流密度15A/dm2進行鍍鎳處理70min,鍍鉻液組成為:絡酐235g/L、96%的硫酸4.2g/L、三價鉻離子3g/L、甲基磺酸鹽7g/L、磺酸鹽12g/L、溴化鈉24g/L、改性鈰稀土4g/L、十二烷基酸鈉5g/L、硼酸5g/L;
25)第十次清洗:采用純水進行清洗,清洗溫度60℃;
26)鈍化:采用濃硝酸、濃硫酸進行鈍化處理,提高鍍層表面光亮和美觀、同時,在鍍層表面生成一層組織致密的鈍化膜,增加鍍層耐腐性;
27)第十一次清洗:采用純水進行清洗,清洗溫度40℃;
28)第十二次清洗:采用超純水進行清洗,清洗溫度30℃;
29)吹風:將待鍍五金件表面留存的水珠吹掃干凈;
30)烘烤:通過烤箱進行烘烤,溫度為150℃,時間為65min。
其中,所述走位劑為烯丙基磺酸鈉、不飽和烷基磺酸鹽和羥基化合物磺酸鈉鹽組合而成;所述柔軟劑為丙炔基磺酸鈉。
實施例3
一種金屬制品的鍍鉻制造方法,步驟如下:
1)脫脂:將待鍍五金件浸于70℃的堿性除油劑中脫脂40min,堿性除油劑pH值為14;
2)第一次清洗:采用pH值為14的氫氧化鈉溶液清洗待鍍五金件,并使用超聲波進行干燥;
3)蒸汽處理:將待鍍五金件置于510℃的蒸汽爐內,使爐內溫度急劇下降至300℃,然后再加熱至510℃,按0.15MPa/s的流量通入蒸汽并保持爐內0.24MPa恒壓,再次加熱至600℃,保溫50min后降溫至480℃,停止通入蒸汽并保溫60min,出爐冷卻至室溫;
4)拋丸處理:將待鍍五金件放入拋丸機內進行拋丸處理,處理時間為40min;
5)除蠟:采用三氯乙烯溶劑對待鍍五金件進行除蠟處理,浸泡時間40min,浸泡溫度55℃;
6)除油:采用含有陰/非兩性表面活性劑溶液對待鍍五金件進行除油處理,陰/非兩性表面活性劑為脂肪酸甲酯乙氧基化物的磺酸鹽,含量5%,處理溫度55℃;
7)第二次清洗:采用純水進行清洗,清洗溫度60℃;
8)陽極電解除油:以待鍍五金件為陽極,以不銹鋼板為陰極,在pH值為14的溶液環(huán)境中,通過直流電,電流密度為18A/dm2,溶液溫度為80℃;
9)第三次清洗:采用純水進行清洗,清洗溫度50℃;
10)第一次酸活化:采用質量濃度5%硫酸常溫下浸泡處理15min進行第一次活化;
11)第四次清洗:采用純水進行清洗,清洗溫度60℃;
12)鍍亮銅打底:溫度為60℃環(huán)境下,電流密度為5A/dm2進行電鍍光亮銅處理50min,鍍銅液濃度為氰化亞銅60g/L、氰化鈉55g/L、氫氧化鈉3g/L;
13)第五次清洗:采用純水進行清洗,清洗溫度50℃;
14)第二次酸活化:采用質量濃度5%硫酸常溫下浸泡處理20min進行第二次活化;
15)第六次清洗:采用純水進行清洗,清洗溫度70℃;
16)鍍酸銅打底:在溫度為45℃環(huán)境下,電流密度為16A/dm2進行電鍍酸銅處理70min,鍍銅液濃度為硫酸銅220g/L、硫酸90g/L、氯離子100mg/L、走位劑1.0mg/L、光亮劑0.8mg/L;
17)第七次清洗:采用純水進行清洗,清洗溫度60℃;
18)三次酸活化:采用質量濃度5%硫酸常溫下浸泡處理20min進行第三次活化;
19)第八次清洗:采用純水進行清洗,清洗溫度50℃;
20)鍍鎳打底:在鍍鎳液中溫度70℃、電流密度8A/dm2進行鍍鎳處理70min,鍍鎳濃度為硫酸鎳250g/L、氯化鎳70g/L、硼酸35g/L、柔軟劑3mg/L、走位劑2mg/L;
21)鍍金光鎳:在pH值4.5的鍍鎳液中溫度65℃、電流密度8A/dm2進行鍍鎳處理40min,鍍鎳濃度為硫酸鎳300g/L、氯化鎳40g/L、硼酸65g/L、柔軟劑20mg/L、光亮劑1mg/L,同時加入二氧化硅、硫酸鋇微粒,粒徑為0.5微米,使微粒與鎳實現(xiàn)共沉積,形成復合鍍層;
22)鉻酸鍍液返刻蝕:將絡酐220g/L、96%的硫酸3.5g/L混合作為返刻蝕鍍液,以待鍍五金件為陽極,鉛錫合金為陰極,陽極電流密度為20A/dm2,室溫下返刻蝕2min;
23)第九次清洗:采用純水進行清洗,清洗溫度40℃;
24)鍍鉻:在pH值4的鍍鎳液中溫度50℃、電流密度18A/dm2進行鍍鎳處理80min,鍍鉻液組成為:絡酐250g/L、96%的硫酸4.5g/L、三價鉻離子4g/L、甲基磺酸鹽8g/L、磺酸鹽13g/L、溴化鈉26g/L、改性鈰稀土6g/L、十二烷基酸鈉6g/L、硼酸7g/L;
25)第十次清洗:采用純水進行清洗,清洗溫度60℃;
26)鈍化:采用濃硝酸、濃硫酸進行鈍化處理,提高鍍層表面光亮和美觀、同時,在鍍層表面生成一層組織致密的鈍化膜,增加鍍層耐腐性;
27)第十一次清洗:采用純水進行清洗,清洗溫度40℃;
28)第十二次清洗:采用超純水進行清洗,清洗溫度30℃;
29)吹風:將待鍍五金件表面留存的水珠吹掃干凈;
30)烘烤:通過烤箱進行烘烤,溫度為150℃,時間為80min。
其中,所述走位劑為不飽和烷基磺酸鹽和羥基化合物磺酸鈉鹽組合而成;所述柔軟劑為丙炔基磺酸鈉。
本發(fā)明用于五金制品的高性能鍍鉻工藝,工藝步驟設計合理,加工成本低,所獲得的產品耐蝕性能好。本發(fā)明用于五金制品的高性能鍍鉻工藝其鍍層沉積速度快,鍍層微裂紋條數(shù)更多,鍍層具有更好的耐腐蝕性能,采用本工藝處理的鍍鉻鍍層硬度均遠高于傳統(tǒng)標準鍍鉻鍍層硬度,在結合力合格的情況下,具有更好的耐磨性和耐腐蝕性,可顯著延長工件的使用壽命。
上面對本發(fā)明的較佳實施方式作了詳細說明,但是本發(fā)明并不限于上述實施方式,在本領域的普通技術人員所具備的知識范圍內,還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。