零件平面镀铬装置及方法与流程

本发明涉及一种零件平面镀铬装置及方法，属于特种工艺加工方法领域。

背景技术：

目前，航空军工产品中，对于工程电镀铬基本上均为球面、圆周面，对于平面的电镀铬仅仅为0.01mm以内的装饰性铬层。随着军工新研产品的研制，部分关键零件耳片孔需与其余零件或组件连接并运动，如与连接作动筒部位耳片孔仅靠基体材料难以达到设计要求性能，故需对其耳片孔周围进行圆环面镀铬，要求厚度（0.04mm-0.06mm）、硬度（≥900HV）及其他性能需按照工程铬层电镀要求。

通常该类异性面电镀均通过胶带或涂胶的方式对非镀铬区域进行屏蔽保护，易形成中心部位厚度薄，周边部位铬层厚的不均匀、覆盖能力差、过渡区不规则，铬层不连续现象。

技术实现要素：

根据产品异型平面电镀要求，本发明旨在提供一种零件平面镀铬装置及方法，该装置根据零件平面的要求设计阳极、保护夹具，从而满足异型平面电镀工程铬要求。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种零件平面镀铬装置，其结构特点是，包括用于将零件固定在待镀铬平面上的夹具；由绝缘材料制成所述夹具上开有用于穿过阳极的第一孔和用于导气导液的第二孔；所述夹具紧压在零件的非镀铬区域而形成屏蔽保护；所述夹具与阳极电连接，该零件与阴极电连接。

使用时，根据有特殊要求镀铬型面可采用夹具保证异型面铬层形成。

镀铬时，零件、夹具以及镀铬平台置于镀槽中，通电即对镀铬区域进行镀铬，非镀铬区域由夹具屏蔽保护。

根据本发明的实施例，还可以对本发明作进一步的优化，以下为优化后形成的技术方案：

针对带孔零件而言，所述零件具有零件孔，零件孔的孔径为Φ，在该零件孔的周围形成进行环型面镀铬的环形镀铬区域，该环形镀铬区域的外径为D，内径为d；所述夹具包括内径夹具和外径夹具；所述内径夹具具有筒状主体和环形凸台，该筒状主体装在零件的孔内，该环形凸台紧压在零件的孔口与环形镀铬区域内侧之间，所述外径夹具紧压环形镀铬区域外侧的零件表面，从而使得内径夹具和外径夹具对非镀铬区域形成屏蔽保护；所述内径夹具和外径夹具的环形凸台外缘之间为所述环形镀铬区域。

为了方便将夹具紧压在零件上形成屏蔽保护，所述夹具还包括芯棒，所述内径夹具和外径夹具上开有孔；所述芯棒穿过内径夹具和外径夹具的孔并将所述内径夹具和外径夹具紧压在所述零件上；优选芯棒的直径D1为（Φ/2+0.4）-（Φ/2+0.6）。

作为一种具体的结构形式，所述外径夹具整体呈桶状倒扣紧压在所述零件上，所述阳极的一端固定在外径夹具的底部内侧并与零件的环形镀铬区域对应。

优选地，所述外径夹具的底部及侧壁中部开有多个第二孔；优选所述第二导孔的孔径D3=L1/4，其中L1为内径夹具的筒状主体的长度；优选第一孔的孔径D2=（D-D1）/4。本发明的外径夹具具有特定深度要求、具有特定方向及尺寸的排气孔、保护夹具装有专用阳极、利用保护夹具特定倒角控制过渡区及零件吊挂方式等进行电镀。为了保证外径夹具倒扣紧压在零件上，能形成均匀、致密、光滑的镀铬层，所述外径夹具有特定深度要求及特定方向及尺寸的导气导液孔。

为了形成良好的过渡区，所述外径夹具的紧压端内侧设有倒角，所述内径夹具的环形凸台外缘设有倒角，在外径夹具的倒角和所述内径夹具的倒角之间形成镀铬层厚度递减的过渡区域；优选所述倒角均为45°；优选所述倒角长度为1mm-2mm。

优选地，所述外径夹具的外径比镀铬区域的外径D大8mm-12mm；优选大10mm。

所述外径夹具内腔深度为25mm -35mm。

针对零件上有两个孔的情况，所述零件上开有孔或易于夹具固定的型面，使夹具分别紧压在相应的孔上并通过对拉螺杆固定在一起。

基于同一个发明构思，本发明还提供了一种利用所述的零件平面镀铬装置对零件进行镀铬的工艺，其包括如下步骤：

S1、将零件通过夹具固定在镀铬平台上，将阳极与夹具电连接，阴极与零件相连接；

S2、通过阳极进行电镀铬，直到镀铬区域的镀铬层厚度达到工程铬层厚度；优选所述工程铬层的厚度为0.04mm-0.06mm。

本发明利用外径夹具一方面保证有特殊型面铬层成型，另一方面可用于安装和固定环形阳极，并在该夹具开有特定方向及尺寸要求的导气导液孔，可保证筒体内槽液与气体能快速与电镀槽槽液进行交换，提供均匀、致密的镀铬层。

利用内径夹具和外径夹具保护零件的非镀铬面，并在上述内径夹具外缘和外径夹具内侧制作特定尺寸倒角，形成呈规则、厚度递减的铬层过渡区。

藉由上述结构，异型型面电镀工程铬加工方法主要结合异型镀铬面构型绕指对应构型的阳极、设计专用异型面保护工装，通过内部结构，如排气孔的方向、大小，内腔深度，影响过渡区形成部位的设计，对有特殊要求的异型面进行工程铬层电镀，达到工程铬层要求的厚度，硬度，且外观光滑、铬层覆盖100%、边缘过渡区规则，厚度呈递减状态。

本发明可应用于任一型面平面镀铬、圆环面及有特殊型面要求的电镀铬加工，对其镀层均匀性、覆盖率、环形，异型面过渡区的规则及厚度递减，且对基体耐磨性、硬度值有很大提升，可延长零件使用寿命。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明改变了原有传统镀铬工艺仅适用于规则圆周面的电镀工程铬及平面镀装饰铬的方法，通过该发明成果推广应用如下：

1、对于有特殊要求的异型面进行电镀铬合格率可达到100%；

2、根据圆环型面零件镀铬工艺方法的应用，该方法可推广至其余有特殊型面要求的工程铬电镀；

3、实用性强，尤其在铬层沉积均匀性、过渡区厚度递减的形成、内外边缘镀层的规则形成具有关键的作用。

4、本发明好学易懂，安装及拆卸方便，外形美观简洁；

本发明加工零件一次合格率达到100%，对零件的加工质量及生产成本控制都有积极的推动作用。

此外，本发明方法简单，电镀阳极固定安全、牢固，保护工装集阳极固定、排液、排气、过渡区形成、对非镀铬面保护于一身，方便安装及拆卸，且安装之后简洁、美观。

本发明对环形镀铬面铬层沉积不稳定、均匀性差、内外环边过渡区不规则等现象，通过设计专用异型面保护工装，通过内部结构，如排气孔的方向、大小，内腔深度，影响过渡区形成部位的设计，对有特殊要求的异型面进行工程铬层电镀，该工艺方法的应用将为平面镀铬、圆环面及有特殊要求镀铬面的形成有重要指导。

附图说明

图1是本发明一种待镀铬零件示意图；

图2是外径夹具的纵剖面示意图；

图3是内径夹具的纵剖面示意图；

图4是本发的阳极固定示意图；

图5是图4的右视图；

图6是本发明一个实施例的结构原理图

在图中

1-芯棒；2-螺母；3-垫片；4.阳极；5-外径夹具；6.内径夹具；7-零件；8-第一孔；9-第二孔；10-镀铬区域；11-非镀铬区域；12-倒角。

具体实施方式

以下将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。

实施例1

一种零件异形平面镀铬装置，如图6所示，包括用于将零件7固定在待镀铬平面上的夹具；由绝缘材料制成所述夹具上开有第一孔8和第二孔9；所述夹具与穿过第一孔8的阳极4电连接，该零件7与阴极电连接。所述零件7上开有孔，孔径为Φ，该零件的孔周为环形镀铬区域，该环形镀铬区域的外径为D，内径为d；所述夹具包括内径夹具6和外径夹具5；所述内径夹具6具有筒状主体和环形凸台，该筒状主体装在零件7的孔内，该环形凸台紧压在零件7的孔与环形镀铬区域之间，所述外径夹具5紧压环形镀铬区域外的零件表面，从而使得内径夹具6和外径夹具5对非镀铬区域形成屏蔽保护；所述内径夹具6和外径夹具5的环形凸台外缘之间为所述环形镀铬区域。所述夹具还包括芯棒2，所述内径夹具6和外径夹具5上开有孔；所述芯棒2穿过内径夹具6和外径夹具5的孔并将所述内径夹具6和外径夹具5紧压在所述零件7上；所述外径夹具5整体呈桶装倒扣紧压在所述零件7上，所述阳极4的一端固定在外径夹具5的底部内侧。所述外径夹具5的底部开有所述第一孔8和第二孔9（即导气导液孔），该外径夹具5的侧壁上其中第一孔8用于穿入电镀阳极4；优选导气导液孔的孔径D2=（D-D1）/4。所述外径夹具5的紧压端内侧设有倒角，所述内径夹具6的环形凸台外缘设有倒角，在外径夹具5的45°倒角和所述内径夹具6的45°倒角之间形成镀铬层厚度递减的过渡区域，倒角长度参考零件镀铬面过渡R尺寸，优选为1mm-2mm。。

本实施例的镀铬平台在对零件进行镀铬时置于镀槽中。

如图6所示，所述零件7上开有两个孔，两套所述的夹具分别紧压在相应的孔上并通过对拉螺杆固定在一起。

所述外径夹具5的外径比镀铬区域的外径D大10mm。

所述第一孔8的孔径D3=L1/4，其中L1为内径夹具6的筒状主体的长度。

本发明的具体设计思路及方法如下：

1、如图1所示，以工程图纸要求对零件孔直径为Ф，长度为l的孔侧面进行圆环镀铬为例：

1）、以内径为d，外径为D范围进行工程铬层电镀；

2）、工程铬层要求厚度0.04mm-0.06mm，硬度值≥900HV，内、外过渡区控制在2mm范围以内，且过渡区内铬层厚度向边缘递减；

3）、铬层表面外观光滑，镀铬范围内覆盖率100%，过渡区边缘铬层规则，圆滑。

如图1所示，图纸要求以内径为d，外径为D范围进行圆环面镀铬。零件倒角r，自r末端起，向外侧2mm内为镀铬过渡区。反之，外径D向内2mm内为过渡区。

2、结合上述工程图纸要求，设计加工方法如下：

1）根据零件要求电镀部位外径D为加工对象，设计图2所示的专用保护夹具。各尺寸作用及要求说明如下（未标注单位均为mm）：

a、D：保证镀铬后外径尺寸；

b、D+10：夹具外径，不宜在此尺寸基础上增加或减少；增加不利排气、排液，减少易造成夹具强度不足；

c、D1：固定芯棒孔，尺寸为Ф/2+0.5；

d、D2，D3：导气导液孔；D2=(D-D1)/4，D3=L1/4，试验证明尺寸控制对圆环形铬层表面的光滑性、连续性至关重要

e、R×45°：R即图纸要求的铬层过渡区，经试验证明45°形成过渡区镀层厚度呈递减状态，且规则、圆滑。R优选为1mm-2mm。

f、L1：尺寸控制25mm-35mm，试验证明铬层覆盖率100%，尺寸均匀性满足工程铬层±10%内；

g、L1+5：夹具高度，尺寸原理同D+10；

2）根据零件要求电镀部位以内径d为加工对象，设计制作如图3所示的专用保护夹具。各尺寸作用及要求说明如下（未标注单位均为mm）：

a、D1:与图2中D1一致，均通过芯棒定位；

b、d1：固定内径工装与零件的连接孔，d1=Ф-0.5；

c、d：保证镀铬后内圆尺寸；

d、R×45°：同1）中R×45°。

e、l1：尺寸控制为零件孔l或l/2；如孔两侧面均需电镀，则l1= l/2，如单侧镀铬，则l1= l。

f、l1+5：内径夹具高度，尺寸原理同D+10；

3）利用如图4和5所示的零件外径专用保护夹具进行电镀阳极制作及安装。其尺寸选用及安装方法说明如下：

a、选取直径或宽度为约为（D-d）/2的铅丝或铅皮，铅皮厚度约3mm。

b、绕制方式：将铅丝或铅皮紧贴内腔底平面与侧面倒角处，并通过图2部分导气导液孔9通过Ф1-Ф2铁丝或塑料扎带进行固定。

c: 铅丝或铅皮2端接头经绕制后均需从图2所示的第一孔8中拉出，待电镀时与阳极连接，此外，零件在电镀时与阴极连接，通电进行镀铬。

实施例2

一种零件标准平面镀铬装置，包括用于将零件7固定在镀铬平台上的夹具；由绝缘材料制成所述夹具上开有第一孔8；所述夹具与穿过第一孔8的阳极4电连接，该零件7与阴极电连接。所述夹具紧压在零件7的非镀铬区域而形成屏蔽保护。与实施例1不同的是，本实施例直接在标准平面上镀铬，零件不开孔，可以省去实施例1的内径夹具，只保留外径夹具对非镀铬区域进行屏蔽保护后，直接对零件上的标准平面的镀铬区域进行镀铬。该方法适用于仅对镀铬面外侧有特殊型面要求时使用。

上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。