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        馬氏體不銹鋼保持架鍍銀工藝

        2010-11-16 02:35:04劉群付明
        電鍍與涂飾 2010年12期
        關(guān)鍵詞:酸蝕鍍銀結(jié)合力

        劉群,付明

        (中國一航空空導(dǎo)彈研究院,河南 洛陽 471003)

        馬氏體不銹鋼保持架鍍銀工藝

        劉群*,付明

        (中國一航空空導(dǎo)彈研究院,河南 洛陽 471003)

        介紹了用于X105CrMo17馬氏體不銹鋼保持架的電鍍銀工藝,其工藝流程主要包括:電化學(xué)除油,超聲波清洗,酸蝕,活化-預(yù)鍍鎳,電鍍銀,干燥。采用“活化-預(yù)鍍鎳”前處理方法,能有效提高鍍層的結(jié)合力。最佳的工藝配方及操作條件為:氯化鎳240 g/L,濃鹽酸126 mL/L,室溫,電流密度5 ~8 A/dm2,時(shí)間10 ~ 15 min。采用該工藝可在不銹鋼表面獲得結(jié)合力良好的鍍銀層(平均厚度為18.9 μm),適用于批量加工。

        不銹鋼;軸承保持架;鍍銀;前處理;活化;預(yù)鍍鎳

        1 前言

        不銹鋼表面存在一層自然形成的富鉻氧化薄膜即鈍化膜。研究表明,這層鈍化膜非常穩(wěn)定,無孔,不易溶解,難以剝落且可自行修復(fù)[1]。電鍍過程中需去除此鈍化膜,以獲得與基體結(jié)合良好的鍍層。生產(chǎn)過程中一般通過前處理的酸洗、預(yù)鍍等工序來去除表面鈍化膜。

        本文結(jié)合不銹鋼保持架零件出現(xiàn)的鍍銀層結(jié)合力差的現(xiàn)象,通過實(shí)驗(yàn),就去除鈍化膜、活化零件表面等方面進(jìn)行了初步探討,找到了適合該零件的最佳前處理工藝配方,解決了鍍層結(jié)合力不好的難題,最終滿足了使用要求。

        2 工藝介紹

        2. 1 工藝要求

        軸承保持架能引導(dǎo)并帶動軸承滾動體在正確的滾道上滾動,并且可以防止軸承滾動體的脫落,它是軸承能正常工作的前提保證。在其表面鍍銀能夠提高軸承的潤滑性能,從而延長軸承的使用壽命,因此保持架的鍍銀質(zhì)量直接影響到軸承的使用狀況。一般考察的指標(biāo)包括鍍層外觀、鍍層厚度以及鍍層結(jié)合力等。

        本文試驗(yàn)的保持架材質(zhì)為X105CrMo17(德國牌號)馬氏體不銹鋼,表面要求鍍銀15 ~ 20 μm。

        2. 2 工藝流程

        考慮到該零件材料為不銹鋼,鍍層厚度又較厚,為了獲得合格的鍍層,故將零件的前處理工藝由鋼鐵零件的預(yù)鍍銅更換為預(yù)鍍鎳。該零件形狀較為復(fù)雜,棱角較多,因此增加超聲波除油以保證除油效果。在進(jìn)行了結(jié)合力工藝試驗(yàn)之后,最終確定的工藝流程為:

        電化學(xué)除油—熱水洗—冷水洗—超聲波清洗—熱水洗—冷水洗—酸蝕—冷水洗—活化–預(yù)鍍鎳—冷水洗—電鍍銀—冷水洗—干燥。

        2. 3 工藝參數(shù)

        2. 3. 1 電化學(xué)除油

        電化學(xué)除油是為了去除零件表面的油污,配方如下:

        2. 3. 2 超聲波清洗

        超聲波清洗是利用超聲波的空化作用對物體表面上的污物進(jìn)行撞擊、剝離,以達(dá)到清洗目的。因該零件表面光潔度很高,在清洗時(shí)需注意控制好超聲波的頻率和清洗時(shí)間,防止零件表面產(chǎn)生蝕點(diǎn)。一般清洗5 ~ 10 min即可。

        2. 3. 3 酸蝕

        為了使鍍層與基體結(jié)合牢固,需在100 ~ 150 g/L濃鹽酸(ρ = 1.18 g/mL)的水溶液中室溫酸蝕1 ~ 5 min,也就是活化處理。經(jīng)過此工序后,零件表面處于活化狀態(tài)。

        2. 3. 4 活化–預(yù)鍍鎳

        為了改善鍍層和不銹鋼基體的結(jié)合力,用以下工藝預(yù)鍍鎳:

        該工藝使用了酸性較強(qiáng)的鹽酸,這樣即使酸蝕活化后的零件表面生成了新的鈍化膜,在進(jìn)入鍍鎳槽后,槽液中大量的鹽酸也會和鈍化膜發(fā)生反應(yīng),從而使其二次活化。

        按此工藝方法進(jìn)行預(yù)鍍鎳時(shí),酸蝕后的零件需先在槽液中浸泡3 ~ 5 min,然后再通電進(jìn)行預(yù)鍍鎳。

        根據(jù)軟硬酸堿理論,由于不銹鋼鈍化膜中的鉻離子是硬酸,而酸蝕溶液中的氯離子是硬堿,因此它們之間有很強(qiáng)的親和力,易生成配陰離子,牢固地吸附在零件表面,從而使零件表面與溶液之間又形成新的阻隔層。這些配陰離子在酸性介質(zhì)中會被溶解掉,但水洗后不可避免地會有部分殘留在零件表面,從而形成新的鈍化膜[2]。因此,此工序如果用普通的預(yù)鍍鎳工藝,活化后零件表面生成的新鈍化膜就會影響鍍層與基體之間的結(jié)合力,導(dǎo)致鍍層出現(xiàn)起皮、起泡現(xiàn)象,嚴(yán)重時(shí)還會造成鍍層整體剝落。

        2. 3. 5 電鍍銀

        為了獲得結(jié)晶細(xì)致、光亮度高的鍍層,采用氰化物光亮鍍銀工藝,并輔以陰極移動來保證鍍層的均勻性。鍍銀時(shí)需帶電下槽,并以大電流沖擊鍍約1 min,然后降至正常電流進(jìn)行電鍍。

        其中的光亮劑 A、B均為深圳華美電鍍技術(shù)有限公司的產(chǎn)品。

        3 鍍層質(zhì)量檢驗(yàn)

        3. 1 外觀

        采用目視法,鍍層結(jié)晶細(xì)致、均勻,無起皮、鼓泡現(xiàn)象。

        3. 2 厚度

        采用德國 Fischerscope X射線測厚儀測得其平均厚度為18.9 μm,符合工藝要求。

        3. 3 結(jié)合力

        將零件放入300 °C的烘箱內(nèi),2 h后取出觀察,零件表面無起泡現(xiàn)象,說明結(jié)合力良好。

        對整批零件都進(jìn)行檢測,結(jié)果全部合格,滿足使用要求。

        4 結(jié)論

        不銹鋼電鍍的關(guān)鍵就是前處理的活化、預(yù)鍍等工序,不同的鍍種有不同的處理方法。采用“活化–預(yù)鍍鎳”的前處理工藝方法可以在馬氏體不銹鋼上獲得結(jié)合力良好的銀鍍層,工藝簡單又能滿足使用要求,是不銹鋼鍍銀較為理想的前處理工藝方法。

        [1] 陸世英, 張廷凱, 康喜范, 等. 不銹鋼概論[M]. 北京: 中國科學(xué)技術(shù)出版社, 2007.

        [2] 陳天玉. 不銹鋼表面處理技術(shù)[M]. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2004.

        Process of silver plating on martensitic stainless steel bearing cage //


        LIU Qun*, FU Ming

        The process of silver plating on X105CrMo17 martensitic stainless steel bearing cage was introduced. The process flow includes electrochemical degreasing, ultrasonic cleaning, acid etching, activation and pre-nickel plating, silver plating and drying. The adhesion can be improved greatly with the activation pretreatment and pre-nickel plating. The optimal formula and conditions are as follows: NiCl2240 g/L, concentrated hydrochloric acid 126 mL/L, room temperature, current density 5-8 A/dm2, and time 10-15 min. The process has the features of good adhesion with an average Ag coating thickness of 18.9 μm and batch processing.

        stainless steel; bearing cage; silver plating; pretreatment; activation; pre-nickel plating

        AVIC China Airborne Missile Academy, Luoyang 471003, China

        TQ153.16

        A

        1004 – 227X (2010) 12 – 0014 – 02

        2010–08–11

        2010–09–02

        劉群(1983–),女,陜西漢中人,本科,工程師,主要從事表面處理工藝研究。

        作者聯(lián)系方式:(E-mail) monaselly@hotmail.com。

        [ 編輯:吳定彥 ]

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