鉻鍍層和碳鋼復(fù)合基體電刷鍍方法
【專利摘要】一種鉻鍍層和碳鋼復(fù)合基體電刷鍍方法，使用鍍筆分別蘸取電凈液、第二活化液、第三活化液，除去基體表面油污，對(duì)碳鋼表面刻蝕，露出新鮮的碳鋼金屬表面并溶解碳鋼內(nèi)析出的碳及其合金元素；蘸取打底鎳鍍液，在碳鋼基體上形成結(jié)合牢固的鎳鍍層；摩擦拋光基體表面，然后使用鍍筆蘸取第一活化液，同時(shí)充分活化鉻鍍層/鎳鍍層復(fù)合基體表面，最后用電刷鍍液進(jìn)行刷鍍。用本發(fā)明可以同時(shí)在鉻鍍層和碳鋼的復(fù)合基體上刷鍍金屬鍍層，拓寬了電刷鍍技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域，并且利用本發(fā)明制備的鍍層結(jié)合強(qiáng)度高，鍍層致密，使零件在硬度、耐磨性和耐蝕性方面都超過(guò)新品。
【專利說(shuō)明】鉻鍍層和碳鋼復(fù)合基體電刷鍍方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于刷鍍修復(fù)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種可以在鉻鍍層和碳鋼復(fù)合基體表面刷鍍修復(fù)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鍍硬鉻也稱耐磨鉻，鍍鉻層具有高的硬度和低的摩擦系數(shù)，機(jī)械零部件鍍硬鉻后可以提高其抗磨損能力，延長(zhǎng)使用壽命。軍用裝備中有大量的鍍硬鉻零件，比如火炮的炮管、工程機(jī)械中的液壓缸和活塞桿等。
[0003]在使用過(guò)程中，由于受力的作用，鍍鉻件會(huì)逐漸出現(xiàn)損傷。其損傷形式主要是局部的磨損、劃傷以及鍍層脫落等，損傷部位的基體一般為鉻鍍層和碳鋼復(fù)合基體。修復(fù)時(shí)可以采用電刷鍍填補(bǔ)損傷部位，然后拋光的方法，然而鉻鍍層和碳鋼基體的電化學(xué)性能差別較大，很難利用一種活化液一步完全活化碳鋼和鉻鍍層復(fù)合基體。分別使用碳鋼的預(yù)處理工藝或者鉻鍍層的預(yù)處理工藝后刷鍍得到的鍍層的結(jié)合力都較差，甚至于在拋光過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生鍍層脫落的現(xiàn)象。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種可以在鉻鍍層和碳鋼復(fù)合基體上刷鍍金屬鍍層的方法，得到的鍍層與基體結(jié)合強(qiáng)度高、鍍層致密、耐磨性強(qiáng)。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案:
[0006]本發(fā)明針對(duì)碳鋼基體和鉻基體配制專用活化液，通過(guò)鍍筆蘸取活化液在鉻鍍層和碳鋼基體上在電源的提供電場(chǎng) 的作用下進(jìn)行一系列的活化處理，露出新鮮的基體，然后在新鮮的基體上刷鍍代鉻電刷鍍鍍層。
[0007]針對(duì)鉻鍍層和碳鋼基體配置的活化液根據(jù)不同性質(zhì)可以分為電凈液、第一活化液、第二活化液、第三活化液。其中電凈液中各組分及其濃度為:氫氧化鈉20~30g/L，磷酸三鈉40~60g/L，碳酸鈉20~25g/L和氯化鈉2~3g/L ;第一活化液中各組分及其濃度為:濃硫酸80~90g/L,硫酸銨90~100g/L,磷酸4~6g/L和氟娃酸4~6g/L ;第二活化液中各組分及其濃度為:鹽酸20~30g/L，氯化鈉130~150g/L ;第三活化液中各組分及其濃度為:檸檬酸三鈉130~150g/L，檸檬酸90~100g/L，氯化鎳2~4g/L。在預(yù)處理過(guò)程中使用打底鎳鍍液打底，打底鎳鍍液中各組分及其濃度為:磷酸鎳350-390g/L，氯化鎳15-20g/L,鹽酸 20-25g/L，乙酸 60_70g/L。
[0008]本發(fā)明在鉻鍍層和碳鋼復(fù)合基體上刷鍍金屬鍍層的方法工藝步驟如下:
[0009](I)電凈:使用鍍筆蘸取電凈液，在電源陽(yáng)極接鍍筆、陰極接工件的條件下摩擦基體表面，除去基體表面油污；
[0010](2)刻蝕碳鋼基體:使用鍍筆蘸取第二活化液，在電源陰極接鍍筆、陽(yáng)極接工件的條件下摩擦基體表面，對(duì)碳鋼表面刻蝕，直至露出新鮮的碳鋼金屬表面；
[0011](3)溶解碳及合金元素:使用鍍筆蘸取第三活化液，在電源陰極接鍍筆、陽(yáng)極接工件的條件下摩擦基體表面，溶解碳鋼內(nèi)析出的碳及其合金元素；
[0012] (4)碳鋼基體上刷鍍打底鎳:使用鍍筆蘸取打底鎳鍍液，在電源陽(yáng)極接鍍筆、陰極接工件的條件下摩擦基體表面，在碳鋼基體上形成結(jié)合牢固的鎳鍍層；
[0013](5)摩擦鉻鍍層和碳鋼基體表面:使用油石摩擦拋光基體表面，由于鉻鍍層未充分活化，油石摩擦拋光過(guò)程中鉻鍍層表面的鎳刷鍍層容易脫落，而碳鋼基體表面的鎳刷鍍層結(jié)合力強(qiáng)，不易脫落，于是鉻鍍層和碳鋼復(fù)合基體表面變?yōu)殂t鍍層/鎳鍍層復(fù)合基體表面；
[0014](6)活化鉻鍍層/鎳鍍層復(fù)合基體表面:使用鍍筆蘸取第一活化液，在電源陰極接鍍筆、陽(yáng)極接工件的條件下摩擦基體表面，同時(shí)充分活化鉻鍍層/鎳鍍層復(fù)合基體表面。
[0015]以上六個(gè)步驟之間都必須用去離子水沖洗，以上六個(gè)步驟完成后可以用電刷鍍液進(jìn)行刷鍍。其中，每個(gè)步驟中使用的鍍筆不應(yīng)和其他鍍筆混用。
[0016]進(jìn)一步的，每升電刷鍍液中含有:硫酸鎳260~300g，硫酸鈷100~110g，甲酸15~20ml,乙酸45~55g,鹽酸10~20g,根據(jù)再制造(修復(fù))的工件的使用條件,還包括氧化鋁納米顆粒或者次磷酸鈉，用蒸餾水溶解。當(dāng)在鍍液中加入氧化鋁納米顆粒，每升鍍液中添加氧化鋁納米顆粒20~30g，采用高能機(jī)械化學(xué)法分散(專利號(hào):02101196.6)。當(dāng)在鍍液中加入次磷酸鈉，每升鍍液中添加次磷酸鈉10~15g，攪拌溶化即可。
[0017]優(yōu)選的，在進(jìn)行步驟(1)之前，還包括一個(gè)步驟:整修:對(duì)損傷部位進(jìn)行修整，使損傷部位的寬度大于深度的五倍，使鍍筆可以接觸到損傷部位的最底部位。
[0018]本發(fā)明的有益效果是:
[0019]1、利用本發(fā)明可以在鉻鍍層和碳鋼復(fù)合基體上制備鍍層，拓寬了電刷鍍技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域。
[0020]2、用本發(fā)明方法實(shí)施電刷鍍，鍍層結(jié)合強(qiáng)度高，性能好，修復(fù)后的工件在硬度、耐磨性、耐蝕性方面超過(guò)新品。
【具體實(shí)施方式】
[0021]以局部劃傷的活塞桿為例。首先配制電凈液、第一活化液、第二活化液、第三活化液、打底鎳鍍液和電刷鍍鍍液。電凈液中各組分及其濃度為:氫氧化鈉20g/L，磷酸三鈉60g/L,碳酸鈉25g/L和氯化鈉2g/L ;第一活化液中各組分及其濃度為:濃硫酸80g/L，硫酸銨100g/L，磷酸4g/L和氟硅酸4g/L ;第二活化液中各組分及其濃度為:鹽酸20g/L，氯化鈉130g/L ;第三活化液中各組分及其濃度為:檸檬酸三鈉150g/L，檸檬酸100g/L，氯化鎳2g/L ;打底鎳鍍液中各組分及其濃度為:磷酸鎳380g/L，氯化鎳15g/L，鹽酸21g/L，乙酸69g/L ;電刷鍍鍍液中各組分及其濃度為:硫酸鎳260g/L，硫酸鈷100g/L，甲酸20ml/L，乙酸55g/L,鹽酸20g/L，氧化鋁納米顆粒20g/L。
[0022]然后對(duì)劃傷部位進(jìn)行修整，使損傷部位的寬度大于深度的五倍，使鍍筆可以接觸到損傷部位的最底部位，再使用絕緣膠帶對(duì)未損傷部位進(jìn)行遮蔽保護(hù)，最后對(duì)損傷部位進(jìn)行刷鍍修復(fù)。步驟如下:使用鍍筆蘸取電凈液，在電源陽(yáng)極接鍍筆、陰極接工件的條件下摩擦基體表面，除去基體表面油污；用去離子水沖洗后，使用鍍筆蘸取第二活化液，在電源陰極接鍍筆、陽(yáng)極接工件的條件下摩擦基體表面，對(duì)碳鋼表面刻蝕，直至露出新鮮的碳鋼金屬表面；用去離子水沖洗后，使用鍍筆蘸取第三活化液，在電源陰極接鍍筆、陽(yáng)極接工件的條件下摩擦基體表面，溶解碳鋼內(nèi)析出的碳及其合金元素；用去離子水沖洗后，使用鍍筆蘸取打底鎳鍍液，在電源陽(yáng)極接鍍筆、陰極接工件的條件下摩擦基體表面，在碳鋼基體上形成結(jié)合牢固的鎳鍍層；用去離子水沖洗后，使用油石摩擦拋光基體表面，使鉻鍍層和碳鋼復(fù)合基體表面變?yōu)殂t鍍層/鎳鍍層復(fù)合基體表面；用去離子水沖洗后，使用鍍筆蘸取第一活化液，在電源陰極接鍍筆、陽(yáng)極接工件的條件下摩擦基體表面，同時(shí)充分活化鉻鍍層/鎳鍍層復(fù)合基體表面。最后使用電刷鍍鍍液進(jìn)行刷鍍。
[0023]本發(fā)明的電刷鍍方法，分別處理鉻鍍層和碳鋼基體，可以在鉻鍍層和碳鋼復(fù)合基體上制備鍍層，拓寬了電刷鍍技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域。由于將基體充分活化，用本發(fā)明方法實(shí)施電刷鍍，鍍層結(jié)合強(qiáng)度高，性能好，修復(fù)后的工件在硬度、耐磨性、耐蝕性方面超過(guò)新品。
【權(quán)利要求】
1.一種鉻鍍層和碳鋼復(fù)合基體電刷鍍方法，其特征在于:包括下列步驟: (1)使用鍍筆蘸取電凈液，在電源陽(yáng)極接鍍筆、陰極接工件的條件下摩擦基體表面，除去基體表面油污并用去離子水沖洗； (2)使用鍍筆蘸取第二活化液，在電源陰極接鍍筆、陽(yáng)極接工件的條件下摩擦基體表面，對(duì)碳鋼表面刻蝕，直至露出新鮮的碳鋼金屬表面并用去離子水沖洗； (3)使用鍍筆蘸取第三活化液，在電源陰極接鍍筆、陽(yáng)極接工件的條件下摩擦基體表面，溶解碳鋼內(nèi)析出的碳及其合金元素并用去離子水沖洗； (4)使用鍍筆蘸取打底鎳鍍液，在電源陽(yáng)極接鍍筆、陰極接工件的條件下摩擦基體表面，在碳鋼基體上形成結(jié)合牢固的鎳鍍層并用去離子水沖洗； (5)摩擦拋光基體表面，使鉻鍍層和碳鋼復(fù)合基體表面變?yōu)殂t鍍層和鎳鍍層復(fù)合基體表面并用去離子水沖洗； (6)使用鍍筆蘸取第一活化液，在電源陰極接鍍筆、陽(yáng)極接工件的條件下摩擦基體表面，同時(shí)充分活化鉻鍍層/鎳鍍層基體表面；然后用電刷鍍液進(jìn)行刷鍍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉻鍍層和碳鋼復(fù)合基體電刷鍍方法，其特征在于:所述電凈液中各組分及其濃度為:氫氧化鈉20~30g/L，磷酸三鈉40~60g/L，碳酸鈉20~25g/L和氯化鈉2~3g/L ;所述第一活化液中各組分及其濃度為:濃硫酸80~90g/L，硫酸銨90~100g/L，磷酸4~6g/L和氟硅酸4~6g/L ;所述第二活化液中各組分及其濃度為:鹽酸20~30g/L，氯化鈉130~150g/L ;所述第三活化液中各組分及其濃度為:檸檬酸三鈉130~150g/L，檸檬酸90~100g/L，氯化鎳2~4g/L ;所述打底鎳鍍液中各組分及其濃度為:磷酸鎳 350-390g/L，氯化鎳 15-20g/L，鹽酸 20_25g/L，乙酸 60_70g/L。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鉻鍍層和碳鋼復(fù)合基體電刷鍍方法，其特征在于:每升所述電刷鍍液中含有:硫酸鎳260~300g，硫酸鈷100~110g，甲酸15~20ml，乙酸45~55g，鹽酸10~20g，以及氧化鋁納米顆粒20~30g或次磷酸鈉10~15g。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鉻鍍層和碳鋼復(fù)合基體電刷鍍方法，其特征在于:在進(jìn)行所述步驟(1)之前，對(duì)損傷部位進(jìn)行修整，使損傷部位的寬度大于深度的五倍，使鍍筆可以接觸到損傷部位的最底部位。
【文檔編號(hào)】C25D5/34GK103526240SQ201310435520
【公開(kāi)日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年9月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月23日
【發(fā)明者】胡振峰, 徐濱士, 汪笑鶴, 呂鏢, 梁秀兵, 史佩京, 陳永雄, 蔡志海 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍裝甲兵工程學(xué)院, 北京戎魯機(jī)械產(chǎn)品再制造技術(shù)有限公司