本发明涉及表面工程
技术领域：
，具体涉及一种高强钢低氢脆电镀镉的方法。
背景技术：
：随着航空工业的发展，高强度钢的使用日益广泛，但高强钢的防护一个众所周知的难题就是氢脆。氢脆是溶于钢中的氢，聚合为氢分子，造成应力集中，超过钢的强度极限，在钢内部形成细小的裂纹，又称白点。氢脆一经产生，就消除不了，即材料在受氢的情况下，在低于其屈服强度的应力条件下发生早期脆断，而且材料强度级别越高氢脆敏感性越高，受的应力越大，氢脆的危险性也越大。为了提高航空发动机高强度钢制零部件抗腐蚀能力，需要进行镀镉处理，常规镀镉工艺是上个世纪五、六十年代的老工艺，存在氢脆敏感性高的缺点，高强度钢制零部件采用常规镀镉工艺镀镉处理存在氢脆断裂的风险，因此现有技术高强度钢制零件大多采用了低氢脆电镀镉技术。现有低氢脆电镀镉方法存在镀液分散能力差的问题，在对型面复杂的零件进行低氢脆电镀镉时，容易发生零件边缘和尖端部位镀层发暗甚至烧焦的问题，从而导致零件耐蚀性能下降。技术实现要素：本发明提供了一种高强钢低氢脆电镀镉的方法，解决了镀液分散能力差以及零件边缘和尖端部位镀层发暗烧焦的问题。本发明一种高强钢低氢脆电镀镉的方法，包括如下步骤：a、电镀零件预处理：对电镀零件进行表面除油、消除应力以及吹砂处理；b、电镀镉：在10～30℃、电流密度为7a/dm2～7.5a/dm2下，采用电镀镉溶液对预处理后的电镀零件进行电镀处理，电镀时间为4～6min；c、电镀零件后处理：对b步骤电镀后的零件进行除氢处理、活化处理以及钝化处理。上述一种高强钢低氢脆电镀镉的方法，其中a步骤中所述表面除油为采用有机溶济除油、电化学除油或化学除油中的至少一种。上述一种高强钢低氢脆电镀镉的方法，其中a步骤中所述消除应力为对电镀零件进行机械加工处理；所述机械加工包含磨削、抛光、车削处理。在实际工艺应用中，应根据零件材料选择相应工艺参数进行消除应力处理，其余钢制零件镀镉前不进行消除应力处理；如果机械加工仅限于过渡圆角的滚压和螺纹的滚压，则可以不要求进行消除应力处理。上述一种高强钢低氢脆电镀镉的方法，其中a步骤中所述吹砂处理为干吹砂处理；所述干吹砂处理为在0.2mpa～0.3mpa下，用80～120目的金刚砂或白刚玉砂对零件进行干吹砂处理。上述一种高强钢低氢脆电镀镉的方法，其中b步骤中所述电镀镉溶液以1l溶液计，含有氢氧化钠10～20g、氰化钠100～105g、氧化铬30～35g和酒石酸钾钠10～20g，余量为水。上述一种高强钢低氢脆电镀镉的方法，其中c步骤中所述除氢处理的时间为在零件镀镉3.5～4.4h后进行。上述一种高强钢低氢脆电镀镉的方法，其中c步骤中所述活化处理为在室温下，采用体积百分比为1％的硫酸，对电镀零件进行活化处理2～5s。上述一种高强钢低氢脆电镀镉的方法，其中c步骤中所述钝化处理为在室温下，采用钝化液对电镀零件进行钝化处理5～8s；所述钝化液是由以下重量体积比成分组成，重铬酸钠:硫酸＝180～200g:6～7ml；硫酸密度为1.84g/ml。本发明的有益效果是：本发明在电镀镉溶液中增加了酒石酸钾钠，使电镀镉溶液分散能力得到明显改进，零件边缘和尖端部位镀层无发暗和烧焦和现象，镀层耐蚀性，按astmb117进行96h持续盐雾试验，不出现白蚀点和孔眼；酒石酸钾钠的添加量控制在10-20g/l时，镀覆工艺氢脆倾向在合格范围内。具体实施方式下面结合具体实施例进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。实施例1根据本发明，氢脆电镀镉工艺流程，包括除油、消除应力、砍砂、电镀镉、除氢、活化、钝化。并按以下步骤进行电镀。(1)除油工序：采用有机溶济除油。(2)消除应力：镀镉前进行了磨削、抛光、车削等机械加工的钢制零件，应根据零件材料选择相应工艺参数进行消除应力处理，其余钢制零件镀镉前不进行消除应力处理。如果机械加工仅限于过渡圆角的滚压和螺纹的滚压，则可以不要求进行消除应力处理。(3)砍砂：在0.2mpa压力下，用80目的金刚砂或白刚玉砂对零件进行干吹砂处理。(4)电镀镉：1l电镀镉溶液中含有：氢氧化钠10g，氰化钠100g，氧化镉30g，酒石酸钾钠10g，余量为水；电镀镉的电流密度：7a/dm2；电镀镉溶液工作温度：10℃；电镀时间：8min。(5)除氢：零件电镀后应在4h内进行除氢处理。(6)活化：溶液组成：体积百分比为1％的硫酸；溶液温度：30℃活化时间：5s(6)钝化：1l钝化溶液中含有：6ml硫酸、180g重铬酸钠；钝化溶液温度：20℃钝化时间：5s。实施例2根据本发明，氢脆电镀镉工艺流程，主要包括除油、消除应力、砍砂、电镀镉、除氢、活化、钝化。并按以下步骤进行电镀。(1)除油工序：采用电化学除油。(2)消除应力：镀镉前进行了磨削、抛光、车削等机械加工的钢制零件，应根据零件材料选择相应工艺参数进行消除应力处理，其余钢制零件镀镉前不进行消除应力处理。如果机械加工仅限于过渡圆角的滚压和螺纹的滚压，则可以不要求进行消除应力处理。(3)砍砂：在0.2mpa压力下，用80目的金刚砂或白刚玉砂对零件进行干吹砂处理。(4)电镀镉：1l电镀镉溶液中含有：氢氧化钠15g，氰化钠102g，氧化镉33g，酒石酸钾钠15g，余量为水；电镀镉的电流密度：7.2a/dm2；电镀镉溶液工作温度：25℃；电镀时间：5min。(5)除氢：零件电镀后在4h内进行除氢处理。(6)活化：溶液组成：体积百分比为1％的硫酸；溶液温度：20℃活化时间：2-5s(6)钝化：1l钝化溶液中含有：7ml硫酸、200g重铬酸钠；溶液温度：30℃时间：8s。实施例3根据本发明，氢脆电镀镉工艺流程，主要包括除油、消除应力、砍砂、电镀镉、除氢、活化、钝化。并按以下步骤进行电镀。(1)除油工序：可采用化学除油。(2)消除应力：镀镉前进行了磨削、抛光、车削等机械加工的钢制零件，应根据零件材料选择相应工艺参数进行消除应力处理，其余钢制零件镀镉前不进行消除应力处理。如果机械加工仅限于过渡圆角的滚压和螺纹的滚压，则可以不要求进行消除应力处理。(3)砍砂：在0.3mpa压力下，用120目的金刚砂或白刚玉砂对零件进行干吹砂处理。(4)电镀镉：1l电镀镉溶液中含有：氢氧化钠20g，氰化钠105g，氧化镉35g，酒石酸钾钠20g，余量为水；电镀镉的电流密度：7.5a/dm2；电镀镉溶液工作温度：30℃；电镀时间：4min。(5)除氢：零件电镀后应在4h内进行除氢处理。(6)活化：溶液组成：体积百分比为1％的硫酸；溶液温度：25℃活化时间：4s(6)钝化：1l钝化溶液中含有：7ml硫酸、190g重铬酸钠；溶液温度：25℃时间：7s。对比例1根据本发明，氢脆电镀镉工艺流程，主要包括除油、消除应力、砍砂、电镀镉、除氢、活化、钝化。并按以下步骤进行电镀。(1)除油工序：采用有机溶济除油。(2)消除应力：镀镉前进行了磨削、抛光、车削等机械加工的钢制零件，应根据零件材料选择相应工艺参数进行消除应力处理，其余钢制零件镀镉前不进行消除应力处理。如果机械加工仅限于过渡圆角的滚压和螺纹的滚压，则可以不要求进行消除应力处理。(3)砍砂：在0.2mpa压力下，用80目的金刚砂或白刚玉砂对零件进行干吹砂处理。(4)电镀镉：1l电镀镉溶液中含有：氢氧化钠15g，氰化钠102g，氧化镉33g，酒石酸钾钠25g，余量为水；电镀镉的电流密度：7.2a/dm2；电镀镉溶液工作温度：25℃；电镀时间：5min。(5)除氢：零件电镀后在4h内进行除氢处理。(6)活化：溶液组成：体积百分比为1％的硫酸；溶液温度：20℃活化时间：2-5s(6)钝化：1l钝化溶液中含有：7ml硫酸、200g重铬酸钠；溶液温度：30℃时间：8s。对比例2根据本发明，氢脆电镀镉工艺流程，主要包括除油、消除应力、砍砂、电镀镉、除氢、活化、钝化。并按以下步骤进行电镀。(1)除油工序：采用有机溶济除油。(2)消除应力：镀镉前进行了磨削、抛光、车削等机械加工的钢制零件，应根据零件材料选择相应工艺参数进行消除应力处理，其余钢制零件镀镉前不进行消除应力处理。如果机械加工仅限于过渡圆角的滚压和螺纹的滚压，则可以不要求进行消除应力处理。(3)砍砂：在0.2mpa压力下，用80目的金刚砂或白刚玉砂对零件进行干吹砂处理。(4)电镀镉：1l电镀镉溶液中含有：氢氧化钠15g，氰化钠102g，氧化镉33g，酒石酸钾钠0g，余量为水；电镀镉的电流密度：7.2a/dm2；电镀镉溶液工作温度：25℃；电镀时间：5min。(5)除氢：零件电镀后在4h内进行除氢处理。(6)活化：溶液组成：体积百分比为1％的硫酸；溶液温度：20℃活化时间：2-5s(6)钝化：1l钝化溶液中含有：7ml硫酸、200g重铬酸钠；溶液温度：30℃时间：8s。对比例3根据本发明，氢脆电镀镉工艺流程，主要包括除油、消除应力、砍砂、电镀镉、除氢、活化、钝化。并按以下步骤进行电镀。(1)除油工序：采用有机溶济除油。(2)消除应力：镀镉前进行了磨削、抛光、车削等机械加工的钢制零件，应根据零件材料选择相应工艺参数进行消除应力处理，其余钢制零件镀镉前不进行消除应力处理。如果机械加工仅限于过渡圆角的滚压和螺纹的滚压，则可以不要求进行消除应力处理。(3)砍砂：在0.2mpa压力下，用80目的金刚砂或白刚玉砂对零件进行干吹砂处理。(4)电镀镉：1l电镀镉溶液中含有：氢氧化钠15g，氰化钠102g，氧化镉33g，硫酸镍15g，余量为水；电镀镉的电流密度：7.2a/dm2；电镀镉溶液工作温度：25℃；电镀时间：5min。(5)除氢：零件电镀后在4h内进行除氢处理。(6)活化：溶液组成：体积百分比为1％的硫酸；溶液温度：20℃活化时间：2-5s(6)钝化：1l钝化溶液中含有：7ml硫酸、200g重铬酸钠；溶液温度：30℃时间：8s。对比例4根据本发明，氢脆电镀镉工艺流程，主要包括除油、消除应力、砍砂、电镀镉、除氢、活化、钝化。并按以下步骤进行电镀。(1)除油工序：采用有机溶济除油。(2)消除应力：镀镉前进行了磨削、抛光、车削等机械加工的钢制零件，应根据零件材料选择相应工艺参数进行消除应力处理，其余钢制零件镀镉前不进行消除应力处理。如果机械加工仅限于过渡圆角的滚压和螺纹的滚压，则可以不要求进行消除应力处理。(3)砍砂：在0.2mpa压力下，用80目的金刚砂或白刚玉砂对零件进行干吹砂处理。(4)电镀镉：1l电镀镉溶液中含有：氢氧化钠15g，氰化钠102g，氧化镉33g，麦芽糖衍生物15g，余量为水；其中麦芽糖衍生物为低聚麦芽糖；电镀镉的电流密度：7.2a/dm2；电镀镉溶液工作温度：25℃；电镀时间：5min。(5)除氢：零件电镀后在4h内进行除氢处理。(6)活化：溶液组成：体积百分比为1％的硫酸；溶液温度：20℃活化时间：2-5s(6)钝化：1l钝化溶液中含有：7ml硫酸、200g重铬酸钠；溶液温度：30℃时间：8s。对比例5根据本发明，氢脆电镀镉工艺流程，主要包括除油、消除应力、砍砂、电镀镉、除氢、活化、钝化。并按以下步骤进行电镀。(1)除油工序：采用有机溶济除油。(2)消除应力：镀镉前进行了磨削、抛光、车削等机械加工的钢制零件，应根据零件材料选择相应工艺参数进行消除应力处理，其余钢制零件镀镉前不进行消除应力处理。如果机械加工仅限于过渡圆角的滚压和螺纹的滚压，则可以不要求进行消除应力处理。(3)砍砂：在0.2mpa压力下，用80目的金刚砂或白刚玉砂对零件进行干吹砂处理。(4)电镀镉：1l电镀镉溶液中含有：氢氧化钠15g，氰化钠102g，氧化镉33g，芳香醛15g，余量为水；其中芳香醛为苯乙醛；电镀镉的电流密度：7.2a/dm2；电镀镉溶液工作温度：25℃；电镀时间：5min。(5)除氢：零件电镀后在4h内进行除氢处理。(6)活化：溶液组成：体积百分比为1％的硫酸；溶液温度：20℃活化时间：2-5s(6)钝化：1l钝化溶液中含有：7ml硫酸、200g重铬酸钠；溶液温度：30℃时间：8s。对比例6根据本发明，氢脆电镀镉工艺流程，主要包括除油、消除应力、砍砂、电镀镉、除氢、活化、钝化。并按以下步骤进行电镀。(1)除油工序：采用有机溶济除油。(2)消除应力：镀镉前进行了磨削、抛光、车削等机械加工的钢制零件，应根据零件材料选择相应工艺参数进行消除应力处理，其余钢制零件镀镉前不进行消除应力处理。如果机械加工仅限于过渡圆角的滚压和螺纹的滚压，则可以不要求进行消除应力处理。(3)砍砂：在0.2mpa压力下，用80目的金刚砂或白刚玉砂对零件进行干吹砂处理。(4)电镀镉：1l电镀镉溶液中含有：氢氧化钠15g，氰化钠102g，氧化镉33g，环氧化合物15g，余量为水；其中环氧化合物为磺化蓖麻油；电镀镉的电流密度：7.2a/dm2；电镀镉溶液工作温度：25℃；电镀时间：5min。(5)除氢：零件电镀后在4h内进行除氢处理。(6)活化：溶液组成：体积百分比为1％的硫酸；溶液温度：20℃活化时间：2-5s(6)钝化：1l钝化溶液中含有：7ml硫酸、200g重铬酸钠；溶液温度：30℃时间：8s。对以上实施例1～3及对比例1～6的试验产品进行性能测试及测试结果：(1)镀层耐蚀性，按astmb117进行96小时持续盐雾试验，不出现白蚀点和孔眼为合格；(2)镀覆工艺氢脆倾向按hb5067.1《镀覆工艺氢脆试验》进行评定；(3)表1中各实施例和对比例电镀电流密度匀为7.2a/dm2，电镀镉溶液工作温度均为室温；(4)表1、表2中各实施例和对比例的镀层耐蚀性和镀层外观，均采用带有齿型面的试样电镀后检查。测试结果如表1、表2所示：表1加入不同量的酒石酸钾钠在镀镉溶液中的测试结果序号实施例1实施例2实施例3对比例1对比例2氢氧化钠(g)1015201515氰化钠(g)100102105102102氧化镉(g)3033353333酒石酸钾钠(g)101520250电流密度(a/dm2)7.07.27.57.27.2镀覆工艺氢脆倾向合格合格合格不合格合格镀层耐蚀性合格合格合格合格不合格镀层外观镀层均匀镀层均匀镀层均匀镀层均匀边缘和尖端部位镀层发暗表2加入不同添加剂在镀镉溶液配方中的测试结果上述表格中，加入添加剂后镀层耐蚀性以及镀层外观有明显改善；每1l电镀溶液中酒石酸钾钠添加量为10～20g时，镀覆工艺氢脆倾向均属于合格范围。上述表1、表2中各实施例和对比例镀层耐蚀性、镀覆工艺氢脆倾向、镀层外观的测试数据说明，本发明的电镀镉溶液配比明显优于对比例的配比。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。当前第1页12