一种提高2Cr13马氏体不锈钢焊接件焊缝表面镀硬铬质量的方法
【专利摘要】本发明提出了一种提高2Cr13马氏体不锈钢焊接件焊缝表面镀硬铬质量的方法，首先对零件进行氩弧焊接，焊料采用ER420焊丝；其次对零件进行去应力退火以及精加工；再次对零件进行电镀硬铬，其中在电镀硬铬过程中对零件进行阳极前处理去除氧化膜；最后对零件进行水洗、烘干。本发明采用氩弧焊接的方法，选用ER420焊丝，阳极前处理的电镀硬铬工艺解决传统焊接件镀硬铬时焊缝表面镀层不完整、焊缝表面的耐磨性、耐腐蚀能力较差的问题，使该类零件的外观一致性好；焊缝表面的耐磨性、耐腐蚀能力与母材表面一致，提高了零件的使用寿命。
【专利说明】一种提高2Cr13马氏体不锈钢焊接件焊缝表面镀硬铬质量的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及金属材料焊接及表面电镀领域，具体为一种提高2Crl3马氏体不锈钢焊接件焊缝表面镀硬铬质量的方法。
【背景技术】
[0002]典型马氏体不锈钢有lCrl3、2Crl3、3Crl3、4Crl3等，具有较高的强度、硬度和耐磨性，是各类不锈钢中机械性能最好的钢类。缺点是耐腐蚀性稍低，在各类不锈钢中，马氏体不锈钢的焊接性能较差，焊缝热影响区有强烈的淬硬倾向，且母材含碳量越高，淬硬倾向就越大，在焊缝扩散氢和焊接应力作用下，容易产生裂纹。马氏体不锈钢中lCrl3的焊接工艺技术较为成熟，2Crl3由于含碳量的增加，使得焊接更加困难，裂纹倾向更加严重。
[0003]不锈钢材料电极电位较钢铁高出很多，其表面在自然状态下也能生成薄而透明且附着牢固、致密稳定的钝化膜层，与碳钢相比有良好的抗腐蚀性能。该钝化膜表面受到破坏后，恢复能力很强，会很快重新生成完整、致密的新膜层。由于不锈钢这种特殊的钝化性，其表面镀覆硬铬是十分困难。
[0004]为了提高2Crl3马氏体不锈钢焊接件表面硬度、耐腐蚀能力以及表面粗糙度，需要对其表面进行了电镀硬铬处理。目前，航空部HB5041-92《硬铬、乳白铬镀层质量检验》标准3.1.3.7条规定“允许焊缝处无镀层或镀层发暗”。 申请人:在实际进行电镀硬铬处理时，也发现零件焊缝表面镀硬铬不完整，与母材表面存在较大的色差(见图1)。通过金相显微镜观察，发现母材表面铬粒子排列致密，焊缝表面铬粒子分布较为疏松(见图2、3)。而且，使用方也认为零件焊缝表面镀硬铬不完整影响零件的外观一致性，不美观；焊缝表面的耐磨性、耐腐蚀能力较差。因此需要对2Crl3马氏体不锈钢焊接及电镀硬铬的工艺进行研究，提高2Crl3马氏体不锈钢焊接件焊缝表面镀硬铬质量。
【发明内容】
[0005]要解决的技术问题
[0006]综上【背景技术】所述，2Crl3马氏体不锈钢焊接件电镀硬铬时，焊缝表面很难保证镀硬铬层完整，影响零件的外观一致性，焊缝表面的耐磨性、耐腐蚀能力较差，所以本发明要解决的技术问题是:提高2Crl3马氏体不锈钢焊接件焊缝表面镀硬铬质量。为此，本发明提出了一种提高2Crl3马氏体不锈钢焊接件焊缝表面镀硬铬质量的方法，采用氩弧焊接的方法，选用ER420焊丝，焊后缓冷及阳极前处理的电镀硬铬工艺解决了上述问题。
[0007]技术方案
[0008]本发明的技术方案为:
[0009]所述一种提高2Cr l3马氏体不锈钢焊接件焊缝表面镀硬铬质量的方法，其特征在于:采用以下步骤:
[0010]步骤1:对待加工的2Crl3马氏体不锈钢零件进行氩弧焊接，焊料采用ER420焊丝；
[0011]步骤2:对经过步骤I处理后的2Crl3马氏体不锈钢零件在48小时内进行去应力退火，退火温度控制在500°C~550°C，保温时间控制在2~3小时；
[0012]步骤3:对经过步骤2处理后的2Crl3马氏体不锈钢零件进行精磨，确保零件表面粗糙度达到Ra0.8以上；
[0013]步骤4:对经过步骤3处理后的2Crl3马氏体不锈钢零件进行电镀硬铬:
[0014]步骤4.1:对2Crl3马氏体不锈钢零件进行去油；
[0015]步骤4.2:对经过步骤4.1处理的零件进行去氧化皮处理；
[0016]步骤4.3:对经过步骤4.2处理的零件进行电镀，其中的电镀液由铬酐、硫酸和开缸剂混合而成，电镀液按照IL水匹配铬酐225~275g、硫酸2~6g和若干开缸剂的比例配置；
[0017]步骤4.3.1:将电镀液温度控制在50~60°C，将零件浸入电镀液3~5min ；
[0018]步骤4.3.2:阳极前处理去除氧化膜:保持电镀液温度在50~60°C，对电镀液通电I~2min,电流密度为10~15A/dm2 ；
[0019]步骤4.3.3:对零件进行阴极电镀；
[0020]步骤5: 对经过步骤4处理后的2Crl3马氏体不锈钢零件进行水洗、烘干。
[0021]本发明所述一种提高2Crl3马氏体不锈钢焊接件焊缝表面镀硬铬质量的方法的优选方案，其特征在于:步骤4.3.3中对零件进行阴极电镀的过程为:
[0022]先小电流起镀:电流密度小于3A/dm2，时间控制在I~2min ；
[0023]而后阶梯式升电流:每2min升一次电流，控制在8~12min达到电流密度为20A/dm2 ；
[0024]再进行大电流冲击镀铬:电流密度瞬间升至50A/dm2，持续时间:lmin ；
[0025]最后常规镀硬铬:电流密度控制在15~25A/dm2。
[0026]本发明所述一种提高2Crl3马氏体不锈钢焊接件焊缝表面镀硬铬质量的方法的优选方案，其特征在于:步骤I中氩弧焊接过程为:
[0027]步骤1.1:对待加工的2Crl3马氏体不锈钢零件进行清洗、预热，预热温度控制在300~350°C，保温时间I~2小时;
[0028]步骤1.2:对保温后的2Crl3马氏体不锈钢零件立即进行焊接，焊接时氩气流量控制在8~15升/分钟，焊接电流控制在110~130A ；
[0029]步骤1.3:焊接完成后的2Crl3马氏体不锈钢零件缓慢冷却到100°C后空冷，缓慢冷却过程中每小时降温不超过60°C。
[0030]本发明所述一种提高2Crl3马氏体不锈钢焊接件焊缝表面镀硬铬质量的方法的优选方案，其特征在于:步骤1.3完成后，在24小时内对零件焊缝进行X光探伤检查，若焊接质量没有达到GB/T3323-2005规定的II级要求，则进行补焊。
[0031]本发明所述一种提高2Crl3马氏体不锈钢焊接件焊缝表面镀硬铬质量的方法的优选方案，其特征在于:步骤4.1对2Crl3马氏体不锈钢零件进行去油过程为:
[0032]步骤4.1.1:对2Cr 13马氏体不锈钢零件进行化学去油:将零件热浸在除垢粉溶液中，除垢粉溶液浓度为50~60g/L，溶液温度为50~60°C ；
[0033]步骤4.1.2:对经过步骤4.1.1处理后的零件进行流动水洗；[0034]步骤4.1.3:对经过步骤4.1.2处理后的零件进行电化学去油:将零件热浸在除垢粉溶液中，除垢粉溶液浓度为50~60g/L，溶液温度为50~70°C，对除垢粉溶液通电，电流为3~5A/dm2,通电时间为2~5分钟；
[0035]步骤4.1.4:对经过步骤4.1.3处理后的零件进行流动热水洗，水温为40~60°C。
[0036]本发明所述一种提高2Crl3马氏体不锈钢焊接件焊缝表面镀硬铬质量的方法的优选方案，其特征在于:步骤4.2中对经过步骤4.1处理的零件进行去氧化皮处理的过程为:将零件浸入酸洗溶液中，酸洗溶液由HCl与水按1:1体积比混合得到，时间控制在I~2min ;而后对零件进行流动水洗。
[0037]有益效果
[0038]马氏体不锈钢是各类不锈钢中机械性能最好的钢类，2Crl3马氏体不锈钢常用于加工医疗器械、不锈钢刀具、不锈钢套筒、汽轮机叶片等，缺点是耐腐蚀性稍低，焊接性能较差，焊接件镀硬铬时焊缝表面镀层不完整。目前国内有新型方法可以解决焊接性能差的问题，但无相关技术解决焊接件镀硬铬时焊缝表面镀层不完整的问题，造成该类零件外观一致性差，不美观；焊缝表面的耐磨性、耐腐蚀能力较差，影响零件的使用寿命，制约了 2Crl3马氏体不锈钢的应用。[0039]本新型技术采用氩弧焊接的方法，选用ER420焊丝，焊后缓冷及阳极前处理的电镀硬铬工艺解决了上述问题，使该类零件的外观一致性好；焊缝表面的耐磨性、耐腐蚀能力与母材表面一致，提高了零件的使用寿命，同时对2Crl3马氏体不锈钢的广泛应用奠定了技术基础。
[0040]具体的技术特征对应效果分析为:
[0041](I)选用与2Crl3马氏体不锈钢化学成份相近的焊料，考虑到焊接过程中焊料化学元素的流失，焊料化学元素的含量要高于2Crl3马氏体不锈钢母材。
[0042](2)采用适当的热处理方法(去应力退火、缓慢冷却)来消除焊接过程中出现的热应力和组织应力，使焊缝与母材的金相组织相近。
[0043](3)选用合适的焊接方式尽可能的消除焊接过程中容易产生的夹渣、气孔等缺陷，同时焊接方法不能降低零件的焊接力学性能要求。
[0044](4)采用合适的电镀硬铬阳极前处理方法，克服了传统观念中，对应马氏体不锈钢不采用阳极前处理的技术偏见，尽可能的消除氧化膜对镀硬铬质量的影响。
【专利附图】
【附图说明】
[0045]图1:采用传统方法得到零件效果图；
[0046]图2:采用传统方法的镀层金相组织图(100X)；
[0047]图3:采用传统方法的镀层金相组织图(500X)；
[0048]图4:零件电镀验证效果示意图；
[0049]图5:零件电镀效果对比图。
【具体实施方式】
[0050]本实施例中是要对套筒零件进行加工，套筒零件采用2Crl3马氏体不锈钢材料，该零件是由两部分焊接而成、焊接后的零件为了提高表面硬度、耐腐蚀能力以及表面粗糙度，对其表面进行了电镀硬铬处理，发现零件焊缝表面镀硬铬不完整，与母材表面存在较大的色差(见图1)。通过金相显微镜观察，发现母材表面铬粒子排列致密，焊缝表面铬粒子分布较为疏松(见图2、3)。 申请人:通过研究发现，零件表面硬铬镀层不完整主要发生在焊缝表面处，主要原因有以下四种情况:
[0051](I)焊缝成份与母材成份有所不同。2Crl3属于马氏体，焊接时可选用的焊条有很多种，国内焊接手册推荐的标准焊料是A302、A307，G202, G207等，焊料成份与母材成份有很大的差别，零件焊接后焊缝处化学成份、金相组织更为复杂，不能同时满足母材和焊缝表面电镀硬铬层完整。
[0052](2) 2Crl3马氏体不锈钢淬透性很好，焊接温度达到1000°C以上，在空气中冷却时可以获得马氏体，马氏体的转变是一个体积膨胀的过程，焊接过程及焊后，焊缝处存在很大的热应力和组织应力，焊缝处容易产生微裂纹，存在微裂纹的零件镀硬铬时焊缝表面镀硬铬不完整。
[0053](3)焊接缺陷的影响。夹渣、气孔是焊接工艺很难完全消除的缺陷，零件焊接后，如果在焊缝处存在上述缺陷，将影响后续的镀硬铬完整。
[0054](4)焊缝表面的氧化膜未清除干净，影响零件的镀硬铬层完整。要在其表面得到优良的镀硬铬层，必须彻底清除表面的氧化膜。
[0055]实施例1:
[0056]原材料下料、调质、粗加工，得到待加工的2Crl3马氏体不锈钢套筒零件，其中原材料淬火温度应控制在950~980°C，回火温度560~620°C，二者均采用油冷，调质后的硬度控制在28~32HRC。然后采用以下步骤:
[0057]步骤1:对待加工的2Crl3马氏体不锈钢零件进行氩弧焊接，焊料采用ER420焊丝，焊丝直径φ2.0 mm;氩弧焊接的工艺过程为:
[0058]步骤1.1:对待加工的2Crl3马氏体不锈钢零件进行清洗、预热，预热温度控制在300°C，保温时间I小时；
[0059]步骤1.2:对保温后的2Crl3马氏体不锈钢零件立即进行焊接，焊接时氩气流量控制在8升/分钟，焊接电流控制在IlOA ;焊接要求:焊缝金属的余高不应低于母材，不允许出现咬边，焊缝表面应确保无裂纹，未熔合、夹渣、弧坑、气孔等缺陷；
[0060]步骤1.3:焊接完成后的2Crl3马氏体不锈钢零件缓慢冷却到100°C后空冷，缓慢冷却过程中每小时降温不超过60°C，要求缓慢冷却的原因是:焊接温度高达1000°C以上，零件在空气中冷却相当于淬火，热应力和组织应力很大，容易引起焊缝开裂。本实施例中实现缓慢冷却的技术手段为:将焊接完成后的2Crl3马氏体不锈钢零件立即用石棉布包裹缓慢冷却。
[0061]在步骤1.3完成后，要在24小时内对零件焊缝进行X光探伤检查，若焊接质量没有达到GB/T3323-2005规定的II级要求，则进行补焊。
[0062]步骤2:对经过步骤I处理后的2Crl3马氏体不锈钢零件进行去应力退火，退火温度控制在500°C，保温时间控制在2小时。由于焊缝处马氏体自回火转变不稳定，容易造成焊缝处产生裂纹，所以去应力退火要在48小时内完成。
[0063]步骤3:对经过步骤2处理后的2Crl3马氏体不锈钢零件进行精加工、确保零件尺寸；并进行精磨，确保零件 表面粗糙度达到Ra0.8以上，为后续电镀做好准备；[0064]步骤4:对经过步骤3处理后的2Crl3马氏体不锈钢零件进行电镀硬铬:
[0065]将零件上挂，零件与挂具接触良好，挂钩有一定弹性，保证牢固接触，不允许出现松动现象，零件之间应留有间隙，不能相互触碰；
[0066]步骤4.1:对2Crl3马氏体不锈钢零件进行去油；本实施例中优选的去油过程为:
[0067]步骤4.1.1:对2Crl3马氏体不锈钢零件进行化学去油:将零件浸在除垢粉溶液中，除垢粉溶液浓度为50g/L，即按照除垢粉50g匹配IL水的比例配置除垢粉溶液，溶液温度为50°C ；
[0068]步骤4.1.2:对经过步骤4.1.1处理后的零件进行流动水洗；
[0069]步骤4.1.3:对经过步骤4.1.2处理后的零件进行电化学去油:将零件浸在除垢粉溶液中，除垢粉溶液浓度为50g/L，即按照除垢粉50g匹配IL水的比例配置除垢粉溶液，溶液温度为50°C，对除垢粉溶液通电，电流为3A/dm2，通电时间为2分钟；
[0070]步骤4.1.4:对经过步骤4.1.3处理后的零件进行流动热水洗，水温为40°C。
[0071]步骤4.2:对经过步骤4.1处理的零件进行去氧化皮处理；本实施例中优选的对经过步骤4.1处理的零件进行去氧化皮处理的过程为:将零件浸入酸洗溶液中，酸洗溶液由HCl与水按1:1体积比混合得到，时间控制在Imin ;而后对零件进行流动水洗。
[0072]步骤4.3:对经 过步骤4.2处理的零件进行电镀，其中的电镀液由铬酐、硫酸和开缸剂混合而成，电镀液按照IL水匹配铬酐225g、硫酸2g、和若干开缸剂的比例配置:
[0073]步骤4.3.1:将电镀液温度控制在50°C，将零件浸入电镀液3min ；
[0074]步骤4.3.2:阳极前处理以去除氧化膜:保持电镀液温度在50°C，对电镀液通电Imin,电流密度为ΙΟΑ/dm2 ;这里对通电时间要求严格，时间不能长，否则影响镀层附着力；
[0075]步骤4.3.3:对零件进行阴极电镀，本实施例中优选的阴极电镀的过程为:
[0076]先小电流起镀:电流密度小于3A/dm2，时间控制在Imin ；
[0077]而后阶梯式升电流:每2min升一次电流，控制在8min达到电流密度为20A/dm2 ；
[0078]再进行大电流冲击镀铬:电流密度瞬间升至50A/dm2，持续时间:lmin ；
[0079]最后常规镀硬铬:电流密度控制在15A/dm2，持续时间与要求的镀层厚度有关。
[0080]步骤5:对经过步骤4处理后的2Crl3马氏体不锈钢零件进行水洗、烘干。
[0081]图4给出了按照本实施例方法生产的套筒，零件表面粗糙度一致，焊缝表面与母材表面镀硬铬层无色差，图5中给出了比对结果，显然传统工艺生产的零件，焊接部位均出现镀硬铬层不完整的现象，焊缝表面的镀层发白，亮度较差，与母材存在较大色差；新型技术生产的零件，零件表面粗糙度一致，焊缝表面与母材表面镀硬铬层无色差。
[0082]本实施例将焊接、热处理、电镀硬铬三类特殊工艺过程进行了有机结合，采用氩弧焊接，焊后缓冷及阳极前处理的镀硬铬工艺，实现了 2Crl3马氏体不锈钢套筒零件焊缝表面镀硬铬层完整。
[0083]实施例2:
[0084]原材料下料、调质、粗加工，得到待加工的2Crl3马氏体不锈钢套筒零件，其中原材料淬火温度应控制在950~980°C，回火温度560~620°C，二者均采用油冷，调质后的硬度控制在28~32HRC。然后采用以下步骤:
[0085]步骤1:对待加工的2Crl3马氏体不锈钢零件进行氩弧焊接，焊料采用ER420焊丝，焊丝直径φ2.0 mm;氩弧焊接的工艺过程为:[0086]步骤1.1:对待加工的2Crl3马氏体不锈钢零件进行清洗、预热，预热温度控制在330°C，保温时间1.5小时；
[0087]步骤1.2:对保温后的2Crl3马氏体不锈钢零件立即进行焊接，焊接时氩气流量控制在10升/分钟，焊接电流控制在120A ;焊接要求:焊缝金属的余高不应低于母材，不允许出现咬边，焊缝表面应确保无裂纹，未熔合、夹渣、弧坑、气孔等缺陷；
[0088]步骤1.3:焊接完成后的2Crl3马氏体不锈钢零件缓慢冷却到100°C后空冷，缓慢冷却过程中每小时降温不超过60°C，要求缓慢冷却的原因是:焊接温度高达1000°C以上，零件在空气中冷却相当于淬火，热应力和组织应力很大，容易引起焊缝开裂。本实施例中实现缓慢冷却的技术手段为:将焊接完成后的2Crl3马氏体不锈钢零件立即放入保温箱中，保温箱初始温度控制在300~350°C，然后保温箱关机，零件随保温箱缓慢冷却。
[0089]在步骤1.3完成后，要在24小时内对零件焊缝进行X光探伤检查，若焊接质量没有达到GB/T3323-2005规定的II级要求，则进行补焊。
[0090]步骤2:对经过步骤I处理后的2Crl3马氏体不锈钢零件进行去应力退火，退火温度控制在530°C，保温时间控制在2.5小时。由于焊缝处马氏体自回火转变不稳定，容易造成焊缝处产生裂纹，所以去应力退火要在48小时内完成。
[0091]步骤3:对经过步骤2处理后的2Crl3马氏体不锈钢零件进行精加工、确保零件尺寸；并进行精磨，确保零件表面粗糙度达到Ra0.8以上，为后续电镀做好准备；
[0092]步骤4:对经过步骤3处理后的2Crl3马氏体不锈钢零件进行电镀硬铬:
[0093]将零件上挂，零件 与挂具接触良好，挂钩有一定弹性，保证牢固接触，不允许出现松动现象，零件之间应留有间隙，不能相互触碰；
[0094]步骤4.1:对2Crl3马氏体不锈钢零件进行去油；本实施例中优选的去油过程为:
[0095]步骤4.1.1:对2Crl3马氏体不锈钢零件进行化学去油:将零件浸在除垢粉溶液中，除垢粉溶液浓度为55g/L，即按照除垢粉55g匹配IL水的比例配置除垢粉溶液，溶液温度为55°C ；
[0096]步骤4.1.2:对经过步骤4.1.1处理后的零件进行流动水洗；
[0097]步骤4.1.3:对经过步骤4.1.2处理后的零件进行电化学去油:将零件浸在除垢粉溶液中，除垢粉溶液浓度为55g/L，即按照除垢粉55g匹配IL水的比例配置除垢粉溶液，溶液温度为60°C，对除垢粉溶液通电，电流为4A/dm2，通电时间为4分钟；
[0098]步骤4.1.4:对经过步骤4.1.3处理后的零件进行流动热水洗，水温为50°C。
[0099]步骤4.2:对经过步骤4.1处理的零件进行去氧化皮处理；本实施例中优选的对经过步骤4.1处理的零件进行去氧化皮处理的过程为:将零件浸入酸洗溶液中，酸洗溶液由HCl与水按1:1体积比混合得到，时间控制在1.5min ;而后对零件进行流动水洗。
[0100]步骤4.3:对经过步骤4.2处理的零件进行电镀，其中的电镀液由铬酐、硫酸和开缸剂混合而成，电镀液按照IL水匹配铬酐250g、硫酸4g、和若干开缸剂的比例配置:
[0101]步骤4.3.1:将电镀液温度控制在55 °C，将零件浸入电镀液4min ；
[0102]步骤4.3.2:阳极前处理以去除氧化膜:保持电镀液温度在55°C，对电镀液通电
1.5min,电流密度为13A/dm2 ;这里对通电时间要求严格，时间不能长，否则影响镀层附着力；
[0103]步骤4.3.3:对零件进行阴极电镀，本实施例中优选的阴极电镀的过程为:[0104]先小电流起镀:电流密度小于3A/dm2，时间控制在1.5min ；
[0105]而后阶梯式升电流:每2min升一次电流,控制在IOmin达到电流密度为20A/dm2 ；
[0106]再进行大电流冲击镀铬:电流密度瞬间升至50A/dm2，持续时间:lmin ；
[0107]最后常规镀硬铬:电流密度控制在20A/dm2，持续时间与要求的镀层厚度有关。
[0108]步骤5:对经过步骤4处理后的2Crl3马氏体不锈钢零件进行水洗、烘干。
[0109]本实施例将焊接、热处理、电镀硬铬三类特殊工艺过程进行了有机结合，采用氩弧焊接，焊后缓冷及阳极前处理的镀硬铬工艺，实现了 2Crl3马氏体不锈钢套筒零件焊缝表面镀硬铬层完整。
[0110]实施例3:
[0111]原材料下料、调质、粗加工，得到待加工的2Crl3马氏体不锈钢套筒零件，其中原材料淬火温度应控制在950~980°C，回火温度560~620°C，二者均采用油冷，调质后的硬度控制在28~32HRC。然后采用以下步骤:
[0112]步骤1:对待加工的2Crl3马氏体不锈钢零件进行氩弧焊接，焊料采用ER420焊丝，焊丝直径φ2.0 mm;氩弧焊接的工艺过程为:
[0113]步骤1.1:对待加工的2Crl3马氏体不锈钢零件进行清洗、预热，预热温度控制在350°C，保温时间2小时;
[0114]步骤1.2:对保温后的2Crl3马氏体不锈钢零件立即进行焊接，焊接时氩气流量控制在15升/分钟，焊接电流控制在130A ;焊接要求:焊缝金属的余高不应低于母材，不允许出现咬边，焊缝表面应确 保无裂纹，未熔合、夹渣、弧坑、气孔等缺陷；
[0115]步骤1.3:焊接完成后的2Crl3马氏体不锈钢零件缓慢冷却到100°C后空冷，缓慢冷却过程中每小时降温不超过60°C，要求缓慢冷却的原因是:焊接温度高达1000°C以上，零件在空气中冷却相当于淬火，热应力和组织应力很大，容易引起焊缝开裂。本实施例中实现缓慢冷却的技术手段为:将焊接完成后的2Crl3马氏体不锈钢零件立即用石棉布包裹缓慢冷却。
[0116]在步骤1.3完成后，要在24小时内对零件焊缝进行X光探伤检查，若焊接质量没有达到GB/T3323-2005规定的II级要求，则进行补焊。
[0117]步骤2:对经过步骤I处理后的2Crl3马氏体不锈钢零件进行去应力退火，退火温度控制在550°C，保温时间控制在3小时。由于焊缝处马氏体自回火转变不稳定，容易造成焊缝处产生裂纹，所以去应力退火要在48小时内完成。
[0118]步骤3:对经过步骤2处理后的2Crl3马氏体不锈钢零件进行精加工、确保零件尺寸；并进行精磨，确保零件表面粗糙度达到Ra0.8以上，为后续电镀做好准备；
[0119]步骤4:对经过步骤3处理后的2Crl3马氏体不锈钢零件进行电镀硬铬:
[0120]将零件上挂，零件与挂具接触良好，挂钩有一定弹性，保证牢固接触，不允许出现松动现象，零件之间应留有间隙，不能相互触碰；
[0121]步骤4.1:对2Crl3马氏体不锈钢零件进行去油；本实施例中优选的去油过程为:
[0122]步骤4.1.1:对2Crl3马氏体不锈钢零件进行化学去油:将零件浸在除垢粉溶液中，除垢粉溶液浓度为60g/L，即按照除垢粉60g匹配IL水的比例配置除垢粉溶液，溶液温度为60°C ；
[0123]步骤4.1.2:对经过步骤4.1.1处理后的零件进行流动水洗；[0124]步骤4.1.3:对经过步骤4.1.2处理后的零件进行电化学去油:将零件浸在除垢粉溶液中，除垢粉溶液浓度为60g/L，即按照除垢粉60g匹配IL水的比例配置除垢粉溶液，溶液温度为70°C，对除垢粉溶液通电，电流为5A/dm2，通电时间为5分钟；
[0125]步骤4.1.4:对经过步骤4.1.3处理后的零件进行流动热水洗，水温为60°C。
[0126]步骤4.2:对经过步骤4.1处理的零件进行去氧化皮处理；本实施例中优选的对经过步骤4.1处理的零件进行去氧化皮处理的过程为:将零件浸入酸洗溶液中，酸洗溶液由HCl与水按1:1体积比混合得到，时间控制在2min ;而后对零件进行流动水洗。
[0127]步骤4.3:对经过步骤4.2处理的零件进行电镀，其中的电镀液由铬酐、硫酸和开缸剂混合而成，电镀液按照IL水匹配铬酐275g、硫酸6g、以及若干开缸剂的比例配置:
[0128]步骤4.3.1:将电镀液温度控制在60°C，将零件浸入电镀液5min ；
[0129]步骤4.3.2:阳极前处理以去除氧化膜:保持电镀液温度在60°C，对电镀液通电2min,电流密度为15A/dm2 ;这里对通电时间要求严格，时间不能长，否则影响镀层附着力；
[0130]步骤4.3.3:对零件进行阴极电镀，本实施例中优选的阴极电镀的过程为:
[0131]先小电流起镀:电流密度小于3A/dm2，时间控制在2min ；
[0132]而后阶梯式升电流:每2min升一次电流，控制在12min达到电流密度为20A/dm2 ；
[0133]再进行大电流冲击镀铬:电流密度瞬间升至50A/dm2，持续时间:lmin ；
[0134]最后常规 镀硬铬:电流密度控制在25A/dm2，持续时间与要求的镀层厚度有关。
[0135]步骤5:对经过步骤4处理后的2Crl3马氏体不锈钢零件进行水洗、烘干。
[0136]本实施例将焊接、热处理、电镀硬铬三类特殊工艺过程进行了有机结合，采用氩弧焊接，焊后缓冷及阳极前处理的镀硬铬工艺，实现了 2Crl3马氏体不锈钢套筒零件焊缝表面镀硬铬层完整。
【权利要求】
1.一种提高2Crl3马氏体不锈钢焊接件焊缝表面镀硬铬质量的方法，其特征在于: 采用以下步骤: 步骤1:对待加工的2Crl3马氏体不锈钢零件进行氩弧焊接，焊料采用ER420焊丝；步骤2:对经过步骤I处理后的2Crl3马氏体不锈钢零件在48小时内进行去应力退火，退火温度控制在500°C~550°C，保温时间控制在2~3小时； 步骤3:对经过步骤2处理后的2Crl3马氏体不锈钢零件进行精磨，确保零件表面粗糙度达到Ra0.8以上; 步骤4:对经过步骤3处理后的2Crl3马氏体不锈钢零件进行电镀硬铬: 步骤4.1:对2Crl3马氏体不锈钢零件进行去油； 步骤4.2:对经过步骤4.1处理的零件进行去氧化皮处理； 步骤4.3:对经过步骤4.2处理的零件进行电镀，其中的电镀液由铬酐、硫酸和开缸剂混合而成，电镀液按照IL水匹配铬酐225~275g、硫酸2~6g和若干开缸剂的比例配置；步骤4.3.1:将电镀液温度控制在50~60°C，将零件浸入电镀液3~5min ； 步骤4.3.2:阳极前处理去除氧化膜:保持电镀液温度在50~60°C，对电镀液通电I~2min,电流密度为10~15A/dm2 ； 步骤4.3.3:对零件进行阴极电镀； 步骤5:对经过步骤4处理后的2Crl3马氏体不锈钢零件进行水洗、烘干。
2.根据权利要求1所述一种提高2Crl3马氏体不锈钢焊接件焊缝表面镀硬铬质量的方法，其特征在于:步骤4.3.3中对零`件进行阴极电镀的过程为: 先小电流起镀:电流密度小于3A/dm2，时间控制在I~2min ； 而后阶梯式升电流:每2min升一次电流,控制在8~12min达到电流密度为20A/dm2 ； 再进行大电流冲击镀铬:电流密度瞬间升至50A/dm2，持续时间:lmin ； 最后常规镀硬铬:电流密度控制在15~25A/dm2。
3.根据权利要求2所述一种提高2Crl3马氏体不锈钢焊接件焊缝表面镀硬铬质量的方法，其特征在于:步骤I中氩弧焊接过程为: 步骤1.1:对待加工的2Crl3马氏体不锈钢零件进行清洗、预热，预热温度控制在300~350°C，保温时间I~2小时; 步骤1.2:对保温后的2Crl3马氏体不锈钢零件立即进行焊接，焊接时氩气流量控制在8~15升/分钟，焊接电流控制在110~130A; 步骤1.3:焊接完成后的2Crl3马氏体不锈钢零件缓慢冷却到100°C后空冷，缓慢冷却过程中每小时降温不超过60°C。
4.根据权利要求3所述一种提高2Crl3马氏体不锈钢焊接件焊缝表面镀硬铬质量的方法，其特征在于:步骤1.3完成后，在24小时内对零件焊缝进行X光探伤检查，若焊接质量没有达到GB/T3323-2005规定的II级要求，则进行补焊。
5.根据权利要求2或3或4所述一种提高2Crl3马氏体不锈钢焊接件焊缝表面镀硬铬质量的方法，其特征在于:步骤4.1对2Crl3马氏体不锈钢零件进行去油过程为: 步骤4.1.1:对2Crl3马氏体不锈钢零件进行化学去油:将零件热浸在除垢粉溶液中，除垢粉溶液浓度为50~60g/L，溶液温度为50~60°C ； 步骤4.1.2:对经过步骤4.1.1处理后的零件进行流动水洗；步骤4.1.3:对经过步骤4.1.2处理后的零件进行电化学去油:将零件热浸在除垢粉溶液中，除垢粉溶液浓度为50~60g/L，溶液温度为50~70°C，对除垢粉溶液通电，电流为3~5A/dm2,通电时间为2~5分钟； 步骤4.1.4:对经过步骤4.1.3处理后的零件进行流动热水洗，水温为40~60°C。
6.根据权利要求5所述一种提高2Crl3马氏体不锈钢焊接件焊缝表面镀硬铬质量的方法，其特征在于:步骤4.2中对经过步骤4.1处理的零件进行去氧化皮处理的过程为:将零件浸入酸洗溶液中，酸洗溶液由HCl与水按1:1体积比混合得到，时间控制在I~2min ;而后对零件进行流动水洗。·
【文档编号】C25D5/18GK103849907SQ201410082689
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2014年3月7日 优先权日:2014年3月7日
【发明者】李凯, 郭建生, 张文英, 孟韬, 张建新, 李洋 申请人:陕西黄河集团有限公司