活塞杆镀硬铬工艺实践

本文格式为Word版，下载可任意编辑——活塞杆镀硬铬工艺实践

2023年8月涂料涂装与电镀39

活塞杆镀硬铬工艺实践

田永良

(成都飞机工业集团公司热表分厂,四川成都

,610092)

摘要本文介绍了活塞杆镀硬铬难点及解决措施。关键词加大镀铬;标准镀铬;工艺实践

1前言

本公司有一活塞杆需镀硬铬。

镀铬部位为Φ86f8外圆,Φ26H8和Φ41H8孔,均需加大尺寸镀硬铬,返回机加车间磨削后达到尺寸要求。但镀后磨削较为困难,经常磨薄铬层或破坏镀铬层,以致经常返修,甚至造成零件报废。严重地影响生产进度,加大了成本。我们对该零件进行工艺攻关。

活塞杆镀铬区域及要求见图1和表1。

2镀铬的电化学原理

211镀铬的阴极过程

尽管镀铬液十分简单,但铬沉积的机理却甚为繁杂。金属铬是从六价铬直接还原的。一般状况下,六价铬主要以铬酸和重铬酸的形式存在:

2CrO3+H2O→H2Cr2O7CrO3+H2O→H2CrO4

铬酸在水溶液中分二步电离:

H2CrO4[HCrO4HCrO4

--

+HK=411+HK=10

2-+

-6

+

[CrO4

2-

当溶液的pH1,Cr2O7

此时的阴极反应为:

Cr2O7

2-+

为主要的存在形式。

3+

+14H+6e→2Cr+7H2O

2-

当溶液的pH为2-6时,Cr2O7

间存在着下述平衡:

Cr2O7

2-

与HCrO4之

2-

-

+H2

O[2HCrO4

2-

-

[2H+2CrO4

+

2-

图1活塞杆镀铬示意图表1活塞杆镀铬要求

镀铬部位Ф86f8外圆Ф41H8孔及两端面Ф26H8孔及两端面

镀前尺寸,mmФ86Ф41Ф26

-01196

-01210+01130+01110+01130+01110

当溶液的pH6,CrO4

2-2-

为主要的存在形式。

、HCrO4、

--

因此,镀铬液中同时存在着CrO4

Cr2O7Cr2O7

机加磨削尺寸,mmФ86

+0108以上

0+0103-0106+0103-0106

、H、Cr

-

+3+

、SO4

2-

等离子,其中HCrO4、

的含量取决于镀液的pH值和铬酐浓度。

-+

-

Ф41Ф26

HCrO4直接放电形成金属铬:

HCrO4

+6e+3H→Cr+4OH2H+2e→H2↑

+-

同时在阴极上明显有氢气析出:以上基于HCrO4和Cr2O7

铬的理论。

2-

通过电镀攻关控制镀后尺寸,使镀后尺寸达到机加易磨削尺寸,降低返修率,提高了产品质量,保证了生产进度。

共同还原形成金属

收稿日期:2023—03—16

),男,四川富顺人,大学本科学历(双学士),工程师,从事表面处理技术工作。简介:田永良(1973-

40

涂料涂装与电镀

6+

第4卷第4期

阴极胶体膜理论认为,胶体膜的存在是Cr还原为Cr的必要条件。但不是充分条件,由于胶体膜十分致密,只允许H通过,而阻止HCrO4的通过,使其不能达到电极表面。镀液中参与SO4由于SO4

2-2-+

-0

在断电状态下将工件浸入镀铬溶液中,浸泡2min-15min,阳极腐蚀使用的电流密度为20AΠdm-30AΠdm,时间1min-2min。

(6)冲击镀铬

2

2

后,

吸附在阴极胶体膜上,并发生反应,使胶阳极腐蚀后应马上用4615AΠdm-7715AΠdm30s-90s。

(7)22

体膜溶解,生成了易溶于水的化合物。胶体膜的溶解使阴极表面局部暴露。而且,在这些局部区域的电流密度较大,其电极电位较负,使HCrO4,,才能实现铬的电沉积。阴离子SO4

2--

:220-280硫酸,gΠL硫铬比三价铬,gΠL铁离子,gΠLJC,A/dm

2

212-218(951∶10)2-10

Cr的生成,为阴

3+

极胶体膜的形成创造了条件;而且会使胶体膜溶解。阴极胶体膜的特性随着镀液组分、电流密度和温度的变化而变化,从而引起电流效率和沉积层变化。212镀铬的阳极过程

≤81532-40502

温度,℃(8)回收

镀铬时阳极上发生如下反应:

2H2O-4e→O2↑+4H2Cr

3+

+

+

用去离子水洗,回收工件带出的镀液。312工艺控制要求

+14H

+

2-

+7H2O-6e→Cr2O7

(1)确保夹具各部件(支架、杆、连接)足够大,能

Pb+2H2O-4e→PbO2+4H

承受电镀工序中的高电流。确保夹具接触点清白稳固并完全封闭,防止溶液渗入夹具接触点。假使有必要的话,用电镀绝缘胶带(铅胶带)或耐酸碱聚氯乙烯薄膜保护电镀夹具,防止袒露金属夹具暴露于溶液中。每次使用前,应完全清洗接触面。

(2)为获得均匀的镀铬层,根据零件的形状、处

3工艺过程及要求

311工艺过程及各主要工序要求

手工除油→装挂→电解除油→热水洗→冷水洗→阳极腐蚀→冲击镀铬→铬镀→回收→冷水洗→热水洗→枯燥→除氢。

(1)手工除油

理要求选择合理的装挂夹具和装挂方法。装挂时应保证零件导电良好,简单清洗。

(3)夹具应尽可能装于非镀铬面。正确装夹零

用清白的布块或棉纱蘸上航空洗涤汽油、丙酮或丁酮擦洗零件表面,直至污物被去除;然后再用清白的布块或棉纱擦干零件表面,不允许溶剂在零件表面自然挥发干。

(2)装挂

件,防止形成气袋。长零件应伸到阳极以下,避免下边烧焦;短零件应装保护圈防止下边发毛。

(4)为防止凸出点或边缘尖端放电,在距离电源

点6mm-12mm处装小阴极(保护、分流装置)。装载时不应超过夹具的导电能力。

(5)不镀铬的区域,应使用电镀绝缘胶带(铅胶

2

2

装挂时应避免碰伤零件以及相互屏蔽。(3)电解除油

零件作阳极,电流密度6AΠdm-10AΠdm,时间为015min-3min。

(4)热水洗

带)或耐酸碱聚氯乙烯薄膜保护。

(6)搅拌溶液或零件枯燥用压缩空气应是枯燥、

无油、清白的。

(7)槽液配制和控制应符合工艺文件规定。(8)保持溶液清洁。镀液应无漂泊物、可见残渣

水的温度为40℃-60℃,时间1min-3min。(5)阳极腐蚀

2023年8月田永良:活塞杆镀硬铬工艺实践41

或油污等。

(9)按规定进行槽液分析和记录。(10)阳极应保持清洁,无氧化皮及盐堆积。

应延长。

(2)硬度

镀液成分和操作条件显著影响铬层的硬度,必需正确选择镀硬铬时的条件,在镀层外观等符合要求的状况下,寻常铬酐浓度高,硫酸浓度低,电流密度小,温度高,。

3)每次镀铬时应清除阳极棒铅层表面的氧化膜,采用辅助阳极时应使用新铅丝,不得重复使用。313工装改进

(1)重新设计工装装挂方式,解决阳极棒中心定

位问题;

(2)端盖采用挖扇形孔方式,,必需正确选,寻常硫铬比维持在1∶100,,温度低都有利于提高电流效率。

;

(3),保证镀铬层

4结语

镀铬工艺在同一零件不同部位具有不重复性,即使同一零件同一部位在不同镀槽进行镀铬,其工艺参数也具有不重复性。因此活塞杆各部位镀铬必需采用指定镀槽和电源。

经过对活塞杆镀铬的摸索,确定了各部位镀铬工艺参数。

镀铬时,必需用指定的工装认真装挂,严格控制槽液成份及温度,严格按工艺程序及工艺参数进行操作。才能确保镀层质量。

参考文献

[1]章葆澄电镀工艺学北京航空航天大学出版社,1993

320页。

[2]上海轻工业专科学校电镀原理与工艺上海科学技术

的质量和镀层均匀度。采用锥度阳极棒,解决孔内镀铬层锥度问题;

(4)采用端盖内套辅助阳极环,解决孔端口局部

镀铬层过厚问题。314工艺参数优选

镀铬工艺在同一零件不同部位具有不重复性,需要逐一摸索,反复工艺试验,确定活塞杆镀铬最优方案如表2。

表2活塞杆各部位镀铬工艺参数

电镀部位Ф86f8

外圆Ф41H8孔及两端面Ф26H8孔电镀面积

2122110176

单件电流

372-55865-9723-35

镀层厚度μm

100-14540-9540-95

电镀时间

300-43597-23097-230

出版社,1978437页。

[3]弗利德里克A洛温海姆现代电镀北京:

机械工

315应注意的几个重要问题

(1)结合力

业出版社,1982951页。

[4]电镀技术杂志出版社实用电镀技术北京:国防

对结合力起决定性作用的是镀前处理,特别是阳极处理应充分控制好,使污物被充分除去,基体结晶面露出。镀层厚度越厚,阳极处理的时间也应相

工业出版社,1985504页。

[5]R1Weiner,A1Walmsley镀铬上海电镀,1984(增

刊):3～103

TheTechnicsPracticesofStandardPlatingChromium

TianYongliang

(ChengduairoplanceindustrygroupCo1,SichuanChengdu,610092)