专利名称：一种弧齿锥齿轮尺寸镀银的方法
技术领域：
本发明属电镀领域，特别涉及一种弧齿锥齿轮尺寸镀银的方法。
背景技术：
航空发动机传动部件弧齿锥齿轮按照设计图纸要求对尺牙表面进行镀银，以减少工作过程中的摩擦，降低零件在工作中的磨损程度，同时起防粘接作用。航空发动机传动部件弧齿锥齿轮尺牙表面进行镀银特殊性是要将银层厚度准 确地控制在5-6 μ m之间，即银层具有很好的均匀性，以满足发动机试车后检验标准的要求。多次试车考核结果表明厚度低于5 μ m，则银层磨损严重起不到防粘接作用；厚度高于6 μ m，由于装配后间隙很小，工作中银层需承受与齿牙表面平行方向巨大的剪切应力，导致银层与零件基体剥离并沿齿牙表面向齿顶滑移，不能满足装配要求。电镀过程是一种复杂的氧化还原反应过程，该过程受到多种因素的影响电镀溶液组分、含量、电力线分布、电流密度、电源波形、溶液温度等，所得到的镀层质量也受到上述因素的影响。目前一般镀银溶液仍是采用氰化物，氰化镀银槽液具有稳定性好，便于维护，镀液分散能力强的优点，零件的银层厚度一般控制在5-8 μ m之间，但对于有严格装配要求的齿轮零件，银层厚度控制不准导致试车考核后银层脱落，不符合试车考核后银层完好无脱落的检验标准要求。
发明内容
针对上述问题，本发明研制出一种能够准确控制银层尺寸的方法，满足航空发动机弧齿锥齿轮尺寸镀银要求，进而满足航空发动机装配要求。本发明一种弧齿锥齿轮尺寸镀银的方法，包括以下步骤(1)除油，(2)弱腐蚀，
(3)预镀铜，(4)预镀银，(5)镀银，所述(5)镀银步骤中，镀银槽液的成分为AgC130-40g/1，总 KCN 110-125g/l，游离 KCN70-85 g/1, K2CO3 彡 50 g/Ι ；
镀银过程中控制槽液的温度为15 25°C，采用的是双向脉冲电流，脉冲电源参数是正向脉冲频率1000Hz，工作比为20%，电流密度O. 8A/dm2 ;负向脉冲频率1000Hz，工作比为10%,电流密度为0. 2A/ dm2，得到的银层生长速度为I ym/ 3min，控制镀层厚度在5_6 μ m之间。所述步骤(I)除油过程中，采用碱液对弧齿锥齿轮零件除油，碱液成分为=NaOH40-75g/l, Na3PO4. 12H20 10-30 g/1，Na2SiO3 3-10，Na2CO3 30-100 g/1，槽液温度 60-80°C，除油时间15_20min，再用热水清洗，冷水清洗干净。所述步骤(2)弱腐蚀过程中，用盐酸若丁溶液对除油后的零件进行弱腐蚀，盐酸若丁溶液中纯HCL100-150 g/Ι;若丁 1-2 g/Ι，槽液温度室温，腐蚀时间0. 5_2min，腐蚀完用冷水冲洗干净。所述步骤(3)预镀铜过程中，对弱腐蚀完的零件进行预镀铜，镀铜槽液成分为CuCN 75-90 g/1，NaCN 15-25 g/1，NaOH 10-20 g/1，Na2CO3 < 70 g/1 ;电流密度 2A/dm2，电镀时间l_2min，镀完铜用冷水冲洗。所述步骤(4)预镀银过程中，对镀完铜的零件进行预镀银，镀液成分为AgCLO. 8-1. 2 g/Ι，总KCN 80-90 g/Ι,游离KCN 79-89 g/Ι，电流密度3A/dm2，电镀时间为 lmin。为了使镀层在宏观上均匀细致，即使电镀过程中金属电结晶形核的速度较快，而晶核成长的速度较慢，则生成的晶核数量较多，晶粒较细。本发明在槽液成分含量设计中提高了游离氰化钾和总氰化钾的含量，有利于镀液中银的络合，提高了银离子在阴极表面上发生转化的速度，为快速形核提供条件。氰化钾含量高促进了阳极的溶解、提高了溶液的导电能力，促进了金属离子在零件表面的形核。同时适当的降低槽液温度(不高于25°C)能够抑制到达零件基体表面的银金属原子长大的速度。但是氰化物含量不能过高，过高时可能出现金属的非正常溶解，镀层变得粗糙。
本发明采用的是双向脉冲电源波形，跟普通的直流波形和单项脉冲波形相比，得到的镀层在致密性、均匀性、耐蚀性、耐磨性上有很大的提高。双向脉冲电流的作用原理是当正向电流工作时，银离子在零件表面发生还原反应生产银原子，银原子不断长大形成连续的高低不平的镀银层；当负向电流工作时，堆积在零件表面的银原子被氧化成银离子进入到溶液中，此时位于银镀层最尖顶层的银原子首先被氧化溶解，当再施加正向电流时新的晶核首先在凹的部分形成并长大，这个过程使得凹凸不平的镀层趋于均匀化，对镀层起到了整平作用，而且使得镀层晶粒细化，提高了各项性倉泛。本专利使用的脉冲电源参数是正向脉冲频率1000Hz，工作比为20%，电流密度
O.8A/dm2 ;负向脉冲频率1000Hz，工作比为10%,电流密度为O. 2A/ dm2。
通过上述两个技术方案要点的设计，得到的银层生长速度为I Pm / 3min。镀层结晶细致、均匀，能够准确的控制镀层厚度为5 μ m。使用本发明的方法已完成航空发动机数十台齿轮零件的生产，产品质量稳定，并经过了试车考核，试车后的银层表面质量符合检验标准要求，表明该工艺方法成熟，工艺参数合理准确。该工艺的成功研制满足了航空发动机装配需要，为加快航空发动机研制进度做出了贡献。
图I为弧齿锥齿轮镀银过程中装夹示意图，其中I聚硬氯乙烯保护套，2聚硬氯乙烯胶圈，3聚硬氯乙烯保护盖，4 lCrl8Ni9Ti螺柱，5零件镀银部分，6零件。
具体实施例方式实施例I
采用40CrNiMoA材质的弧齿锥齿轮镀银，弧齿锥齿轮镀银过程中装夹示意图如图I所示，采用聚硬氯乙烯保护套将零件中不需镀银的部分保护起来，使镀银部分浸入镀银槽液中。一种弧齿锥齿轮尺寸镀银的方法，按照以下步骤进行
(O除油，采用碱液对弧齿锥齿轮零件除油，碱液成分为=NaOH 40g/l, Na3PO4. 12H2030 g/1, Na2SiO3 IO7Na2CO3 50 g/1，槽液温度60°C，时间20min，再用热水清洗，冷水清洗干净;
(2)弱腐蚀，用盐酸若丁溶液对除油后的零件进行弱腐蚀，盐酸若丁溶液中纯HCLlOOg/I;若丁 2 g/Ι，槽液温度室温，腐蚀时间O. 5min，腐蚀完用冷水冲洗干净；
(3)预镀铜，对弱腐蚀完的零件进行预镀铜，镀铜槽液成分为CuCN90 g/1, NaCN 15g/I, NaOH 20 g/1, Na2C0340 g/1 ;电流密度2A/dm2，电镀时间lmin，镀完铜用冷水冲洗;
(4)预镀银，对镀完铜的零件进行预镀银，镀液成分为AgCLO. 8-1.2 g/Ι，总KCN 80-90g/Ι,游离KCN 79-89 g/Ι,电流密度3A/dm2，电镀时间为Imin ；
(5)镀银，对零件进行镀银，镀银槽液的成分为AgC130g/l，总KCN125g/l，游离KCN85g/1，K2CO3 50 g/1 ；
镀银过程中，控制槽液的温度为25°C，采用的是双向脉冲电流，脉冲电源参数是正向脉冲频率1000Hz,工作比为20%,电流密度O. 8A/dm2 ;负向脉冲频率1000Hz，工作比为10%,电流密度为0. 2A/ dm2，得到的银层生长速度为I ym / 3min，镀层结晶细致、均匀，对镀完银的零件用冷水清洗后检测。经金相检测电镀15min的银层厚度为5 μ m +0. 5 μ m。经过装配试车考核后,银层未发现因厚度不能满足装配尺寸而导致银层脱落。实施例2
采用40CrNiMoA材质的弧齿锥齿轮镀银，弧齿锥齿轮镀银过程中装夹示意图如图I所示，采用聚硬氯乙烯保护套将零件中不需镀银的部分保护起来，使镀银部分浸入镀银槽液中。一种弧齿锥齿轮尺寸镀银的方法，按照以下步骤进行
(O除油，采用碱液对弧齿锥齿轮零件除油，碱液成分为=NaOH 75g/l，Na3PO4. 12H2020g/l, Na2SiO3 3g/l, Na2CO3 100 g/1，槽液温度70°C，时间18min，再用热水清洗，冷水清洗干净;
(2 )弱腐蚀，用盐酸若丁溶液对除油后的零件进行弱腐蚀，盐酸若丁溶液中纯HCL120g/Ι；若丁 I. 5 g/Ι，槽液温度室温，腐蚀时间lmin，腐蚀完用冷水冲洗干净；
(3)预镀铜，对弱腐蚀完的零件进行预镀铜，镀铜槽液成分为CuCN80 g/1, NaCN 20g/1，NaOH 15 g/1, Na2C0350g/l ;电流密度2A/dm2，电镀时间I. 5min，镀完铜用冷水冲洗；
(4)预镀银，对镀完铜的零件进行预镀银，镀液成分为AgCL0.8 g/Ι，总KCN 90 g/1,游离KCN 85 g/Ι,电流密度3A/dm2，电镀时间为Imin ；
(5)镀银，对零件进行镀银，镀银槽液的成分为AgC140g/l，总KCN110g/l，游离KCN70g/1，K2C0330 g/1 ；
镀银过程中，控制槽液的温度为15°C，采用的是双向脉冲电流，脉冲电源参数是正向脉冲频率1000Hz,工作比为20%,电流密度O. 8A/dm2 ;负向脉冲频率1000Hz，工作比为10%,电流密度为0. 2A/ dm2，得到的银层生长速度为I ym / 3min，镀层结晶细致、均匀，对镀完银的零件用冷水清洗后检测。经金相检测电镀15min的银层厚度为5 μ m +0. 5 μ m。经过装配试车考核后,银层未发现因厚度不能满足装配尺寸而导致银层脱落。实施例3
采用40CrNiMoA材质的弧齿锥齿轮镀银，弧齿锥齿轮镀银过程中装夹示意图如图I所示，采用聚硬氯乙烯保护套将零件中不需镀银的部分保护起来，使镀银部分浸入镀银槽液中。一种弧齿锥齿轮尺寸镀银的方法，按照以下步骤进行
(O除油，采用碱液对弧齿锥齿轮零件除油，碱液成分为=NaOH 60g/l, Na3PO4. 12H2010g/1, Na2Si038g/l, Na2C0330g/l，槽液温度80°C，时间15min，再用热水清洗，冷水清洗干净；
(2 )弱腐蚀，用盐酸若丁溶液对除油后的零件进行弱腐蚀，盐酸若丁溶液中纯HCL150g/Ι；若丁 lg/Ι，槽液温度室温，腐蚀时间O. 5min，腐蚀完用冷水冲洗干净；
(3)预镀铜，对弱腐蚀完的零件进行预镀铜，镀铜槽液成分为CuCN75g/l，NaCN 25 g/1，NaOH 10 g/1, Na2C0369 g/1 ;电流密度2A/dm2，电镀时间2min，镀完铜用冷水冲洗；
(4)预镀银，对镀完铜的零件进行预镀银，镀液成分为AgCLI g/Ι，总KCN 85g/l，游离 KCN 89 g/Ι,电流密度3A/dm2，电镀时间为Imin ；
(5)镀银，对零件进行镀银，镀银槽液的成分为AgC135g/l，总KCN120g/l，游离KCN82g/1，K2C0320 g/1 ；
镀银过程中，控制槽液的温度为20°C，采用的是双向脉冲电流，脉冲电源参数是正向脉冲频率1000Hz,工作比为20%,电流密度O. 8A/dm2 ;负向脉冲频率1000Hz，工作比为10%,电流密度为O. 2A/ dm2，得到的银层生长速度为I ym / 3min，镀层结晶细致、均匀，对镀完银的零件用冷水清洗后检测。经金相检测电镀15min的银层厚度为5 μ m +0. 5 μ m。经过装配试车考核后,银层未发现因厚度不能满足装配尺寸而导致银层脱落。
权利要求
1.一种弧齿锥齿轮尺寸镀银的方法，包括以下步骤(1)除油(2)弱腐蚀，(3)预镀铜，(4)预镀银，(5)镀银，其特征在于所述(5)镀银步骤中，镀银槽液的成分为AgC130-40g/l，总 KCN 110-125g/l，游离 KCN70-85 g/1, K2CO3 彡 50 g/Ι ； 镀银过程中控制槽液的温度为15 25°C，采用的是双向脉冲电流，脉冲电源参数是正向脉冲频率1000Hz，工作比为20%，电流密度O. 8A/dm2 ;负向脉冲频率1000Hz，工作比为10%,电流密度为O. 2A/ dm2，得到的银层生长速度为I ym/ 3min，控制镀层厚度在5_6 μ m之间。
2.根据权利要求I所述的一种弧齿锥齿轮尺寸镀银的方法，其特征在于所述弧齿锥齿轮的材质为40CrNiMoA。
全文摘要
一种弧齿锥齿轮尺寸镀银的方法，属电镀领域。本发明包括以下步骤(1)除油(2)弱腐蚀(3)预镀铜(4)预镀银(5)镀银，所述(5)镀银步骤中，镀银槽液的成分为AgCl30-40g/l，总KCN110-125g/l，游离KCN70-85g/l，K2CO3≤50g/l；槽液的温度为15~25℃，采用的是双向脉冲电流，脉冲电源参数是正向脉冲频率1000Hz,工作比为20%,电流密度0.8A/dm2；负向脉冲频率1000Hz，工作比为10%,电流密度为0.2A/dm2，得到的银层生长速度为１μm／3min，控制镀层厚度在5-6μm之间。本发明镀银镀层结晶细致、均匀，能够准确的控制镀层厚度为5-6μm。
文档编号C25D21/12GK102965704SQ20121044618
公开日2013年3月13日 申请日期2012年11月9日 优先权日2012年11月9日
发明者刘莉, 张春刚, 李庆春, 朱立新 申请人:沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司