内孔零件电镀镉钛工艺改进

1、内孔零件电镀镉钛工艺改进摘 要：电镀镉钛合金由于其良好的低氢脆性被广泛用于航空、航天超高强度钢零件外表处理工艺。典型内孔零件材料为超高强度钢30CrMnSiNi2A，要求为内孔精度孔保護，其余面镀镉钛，存在精度孔保护不严虚镀层和环槽无镀层的问题，影响零件质量，造成一次交检合格率低。本论文通过分析电镀镉钛过程，找出具体原因，通过设计保护工装、加强电镀保护方式等方法提升零件质量。关键词：电镀镉钛 超高强度钢 吹砂中图分类号：V25           

2、0;      文献标识码：A           文章编号：1674-098X202104c-0047-02高强度钢30CrMnSiNi2A在航空领域作为飞机起落架零件及重要受力构件得到普遍使用。但是，超高强度钢自身具有高的氢脆敏感性，同时又由于在金属冶炼、机械加工、热处理等工艺过程中外表易产生轻微裂纹，那么导致在应力、氢和裂纹的共同作用下，其使用过程中的氢脆断裂成为其最怕发生的断裂方式【1】。因此在外表防护方面，超高强度钢

3、面临很大挑战。电镀镉钛合金是超高强度钢常用的典型外表防护方式。镉钛合金镀层具有与镉镀层相似的银白色至米黄色。超高强度钢采用该工艺具有以下特点：溶液低氢脆性;浸蚀吸氢少;形成镉钛合金镀层，正是由于钛对氢有强烈的吸附作用，从而阻挡了氢渗入基体金属，从而很大程度上降低了超高强度钢在使用过程中的氢脆断裂【2】。因此，超高强度钢选择电镀镉钛工艺作为外表防护方法，使得镉钛层具有良好的耐蚀性和低氢脆性。在海水中长期浸泡，其耐蚀性要比镉镀层好。以下将对典型零件的问题处理来详细阐述电镀镉钛合金工艺。1 问题描述该内孔零件结构复杂见图1，要求电镀镉钛时保护孔精度孔90H7、22H8。电镀镉钛时应保证镀层

4、完整、均匀细致，镀层厚度要求812m，在镉钛生产过程中，由于零件复杂及工艺自身的一些限制性原因，在电镀镉钛过程中经常出现以下问题：1电镀镉钛后，经常在装配车间反应内孔90H7精度孔虚镀层，影响装配尺寸。2由于90H7精度孔深度较深180mm，且其中存在两个97环槽。由于环槽位置较深，电镀工艺自身的分散能力较差，使得环槽内外表镀层不完整。2 原因分析2.1电镀镉钛工艺流程溶剂除油碱清洗温水洗冷水洗枯燥保护吹砂保护装挂冷水洗活化冷水洗电镀镉钛冷水洗枯燥除氢烘烤碱清洗温水洗冷水洗铬酸盐处理冷水洗枯燥交检。2.2电镀镉钛关键影响因素通过电镀镉钛工艺流程可以看出，结合内孔电镀镉钛不合格的缺陷为

5、90H7精度孔虚镀层及97环槽镀层不完整的问题，主要的影响步骤应为吹砂保护、电镀保护和电镀镉钛步骤。以下着重不合格的关键因素进行工艺改进。2.2.1环槽镀层不完整的影响因素由于两段97环槽位于三段90H7精度孔的中间部位，深度较深，在电镀镉钛前要进行吹砂处理。但同时90H7精度孔需要吹砂保护，目前使用的保护方法为贴胶带保护。此保护方法简单，易导致精度孔吹砂损伤，同时环槽易吹砂不完整，因此，吹砂方式的不合理易引起环槽镀层不完整。第二方面，由于环槽较深，环槽位于精度孔的中间部位，采用铜丝简单装挂后，由于电力线在孔内分布不均匀性，孔的心部难以沉积镀层。因此这种不合理的装挂方式很大程度上引起环槽镀层的

6、不完整性。第三方面，由于电镀镉钛需进行冲击电镀和正常电镀两个步骤，其电流密度范围较宽，为了电镀环槽，通常会使用较大的电流密度，此方法易引起镀层粗糙和镀层厚度不均匀，因此，电镀参数的不合理也会引起环槽镀层不完整。2.2.2精度孔虚镀层的影响因素该零件图纸要求90H7精度孔无镀层无损伤，即要求精度孔在各个工序中都进行充分保护。在吹砂过程中，使用简单胶带保护，由于要对精度孔内的环槽进行吹砂，吹砂时的大压力极易损伤精度孔。因此，吹砂方式的不合理易引起精度孔损伤。第二方面，电镀保护步骤对精度孔进行主要保护，依据文件应采用470保护胶带进行保护。此步骤的执行随工人水平的差异将产生很大差异。第三方面，由于电

7、镀镉钛的工艺参数变化较大，随电流密度的增大，孔口的电力线密集，易沉积多余镀层。2.2.3电镀镉钛不合格的关键影响因素通过以上分析可以看出，引起内孔电镀镉钛不合格的主要缺陷为90H7精度孔虚镀层及97环槽镀层不完整这两种缺陷的关键因素为精度孔吹砂保护不到位、环槽吹砂不到位、精度孔电镀保护不到位、环槽电镀方式不适宜。进一步归纳，即为工艺流程中吹砂和电镀时方法不适造成的影响，导致零件缺陷的产生，接下来着重从这两方面对该零件电镀镉钛进行工艺改进。3 改进措施3.1吹砂方式改进由于吹砂方式既影响环槽吹砂的完整性，同时又要保证精度孔不被吹砂，且环槽处于精度孔之间。因此，传统的吹砂方式对该区域吹砂

8、是不适用的。设计工装改进吹砂方式将很好的解决此问题。图2为工装图。此保护工装材料为45钢，图形和尺寸完全与精度孔和环槽的结构吻合。采用五段式结构，三段保护精度孔，两段外露图示两处尺寸为30mm的部位，与环槽位置一致。应用此工装再配合470电镀保护胶带，可以在吹砂过程中保护精度孔，同时环槽可以百分百进行吹砂，为后续电镀做好准备。3.2电镀方式改进由于环槽所处位置较深，简单的电镀方式很难保证镀层的完整性和均匀性。因此将通过添加辅助阳极的方式对该环槽部位进行改进。首先，对精度孔进行保护。要求工人使用470保护胶带对90H7精度孔全面保护，以竖贴胶带的方式对精度孔进行细致保护，保护结束后使用硬物将胶带压紧。第二方面，电镀过程中对环槽部位装挂10mm×200mm镉阳极棒。辅助阳极的使用将很大程度上改善环槽内的电力线分布，可以保证环槽内镀层的完整性。4 改善结果将以上优