本发明涉及金属表面处理防护工程技术领域，具体来说是在高强度钢4340材料（其拉伸强度σb＞1800mpa）上使用无氰镀镉工艺，零件不仅强耐蚀，还具备优良低氢脆性的一种环保无氰镀镉方法。
背景技术：
贵阳市创建生态环境模范卫生城市要求全市所辖各企业完成由“含氰电镀”向“无氰电镀”的转换。我公司地处贵阳市小河工业园区，氰化镀镉工艺必须转化成无氰镀镉，由于公司承担着众多的军品及外贸转包生产任务，特别是外贸转包产品，无氰镀镉工艺转化必须通过moog、ge、utas等国外公司的nadcap质量考核认证。国内常见的无氰镀镉槽液配方，由于含有过多的有机添加剂成份，在电镀过程中，工件容易吸氢引起氢脆，造成工件在后续使用过程中发生断裂缺陷，工件基体材料强度越高，吸氢越严重。而我公司的镀镉产品，大多数都是高强度钢，所以需要研发一种能在高强度钢上实现低氢脆性无氰镀镉工艺以满足生产需要，而国内的镀镉工艺应满足hb5036-92《镉镀层质量检验》标准，其氢脆试验满足hb5067要求，只需采用30crmnsi材料（其拉伸强度σb＞1080mpa）制作的缺口氢脆试棒持续拉伸200h不断裂即为合格，所以国内的氢脆试验较容易通过。
而nadcap质量考核认证中镀镉镀层氢脆性能试验是无氰镀镉工艺最大瓶颈难点，按照外贸标准ams-qq-p-416c、103-010、es6.18等要求：采用高强度钢—4340材料制作的缺口氢脆试棒进行无氰镀镉，镀层厚度8-12µm，连续7周（即分别在第1、第2、第3、第5、第7周）进行共计5个批次的氢脆缺口持续拉伸200h试验，5个批次中只要有1次氢脆持续拉伸试验不合格，即视为质量认证考核不通过，将取消外贸镀镉零件订单，为了保住客户订单，公司成立专项攻关小组，立足于解决电镀过程中的吸氢问题，克服常规无氰镀镉氢脆缺陷。
技术实现要素：
本发明的目的在于，提供一种高强度钢上实现低氢脆性无氰镀镉槽液及使用方法。本发明具有适用于在高强度钢零件上进行无氰镀镉，具备强耐蚀，低氢脆的特点。
本发明的技术方案：一种高强度钢上实现低氢脆性无氰镀镉槽液无氰镀镉槽液包括有硫酸镉20-50g/l、氯化铵150-250g/l、氨三乙酸30-80g/l、乙二胺四乙酸二钠10-40g/l、12烷基硫酸钠0.01-0.1g/l、氯化锌0.05-0.5g/l、硫脲0.5-3.5g/l和阿拉伯树胶0.5-5g/l。
前述的高强度钢上实现低氢脆性无氰镀镉槽液中，所述无氰镀镉槽液的ph值为6-6.8。
前述的高强度钢上实现低氢脆性无氰镀镉槽液中，所述无氰镀镉槽液包括有硫酸镉25-45g/l、氯化铵160-240g/l、氨三乙酸35-75g/l、乙二胺四乙酸二钠15-35g/l、12烷基硫酸钠0.02-0.09g/l、氯化锌0.1-0.45g/l、硫脲0.8-3.3g/l和阿拉伯树胶0.8-4.5g/l。
前述的高强度钢上实现低氢脆性无氰镀镉槽液中，所述无氰镀镉槽液的ph值为6.1-6.7。
前述的高强度钢上实现低氢脆性无氰镀镉槽液中，所述无氰镀镉槽液包括有硫酸镉28-43g/l、氯化铵170-230g/l、氨三乙酸38-72g/l、乙二胺四乙酸二钠17-33g/l、12烷基硫酸钠0.03-0.08g/l、氯化锌0.13-0.42g/l、硫脲0.9-3.1g/l和阿拉伯树胶1-4g/l。
前述的高强度钢上实现低氢脆性无氰镀镉槽液中，所述无氰镀镉槽液的ph值为6.2-6.6。
前述的高强度钢上实现低氢脆性无氰镀镉槽液中，所述硫酸镉、乙二胺四乙酸二钠、12烷基硫酸钠、氯化锌、硫脲和阿拉伯树胶采用化学纯；所述氯化铵和氨三乙酸采用工业级。
所述的高强度钢上实现低氢脆性无氰镀镉槽液的使用方法，包括有以下步骤；
a、高强度钢工件常规前处理，得a品；
b、将a品采用无氰镀镉槽液进行无氰镀镉，无氰镀镉槽液的电流密度为0.8-2.5a/dm2、温度为10-40℃，得b品；
c、将b品进行除氢处理，得c品；
d、将c品进行工件常规彩色钝化处理，得成品。
前述的高强度钢上实现低氢脆性无氰镀镉槽液的使用方法中，所述步骤a中，高强度钢工件材料为4340高强度钢，4340高强度钢其拉伸强度σb＞1800mpa。
前述的高强度钢上实现低氢脆性无氰镀镉槽液的使用方法中，所述步骤c中，除氢处理的除氢参数为：将b品放入烘干箱内，升温至除氢温度190±10℃，除氢时间≥36h。
前述的高强度钢上实现低氢脆性无氰镀镉槽液的使用方法中，所述步骤a中，工件常规前处理包括有丙酮除脂、去应力、电解或化学除油及弱腐蚀。
前述的高强度钢上实现低氢脆性无氰镀镉槽液的使用方法中，所述步骤d中，工件常规彩色钝化处理包括有活化、出光及彩色钝化。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明通过无氰镀镉槽液，降低槽液界面张力，使电镀过程中氢气泡难以在阴极表面滞留，减少吸氢，并通过除氢工序消除电镀过程对零件强度造成的影响，克服常规无氰镀镉氢脆缺陷。
2、通过本发明可以在高强度钢4340材料上无氰镀镉达到低氢脆的目标，解决了现有国内常见的无氰镀镉槽液配方，由于含有过多的有机添加剂成份，在电镀过程中，工件容易吸氢引起氢脆，造成工件在后续使用过程中发生断裂缺陷，工件基体材料强度越高，吸氢越严重的技术问题。
实验证明：
本发明将实施例1-5得到的成品，每个实施例4件，镉层厚度均在8-12µm之间，根据nadcap质量考核认证中镀镉镀层氢脆性能试验，按照外贸标准ams-qq-p-416c、103-010、es6.18等要求：对成品连续7周（即分别在第1、第2、第3、第5、第7周）进行共计5个批次的氢脆缺口持续拉伸200h试验，试验结果表明，本发明的成品均在5个批次的氢脆缺口持续拉伸200h试验不断裂，即视为质量认证考核通过，说明本发明高强度钢上实现低氢脆性无氰镀镉槽液及使用方法具有低氢脆性的特点，且该电镀工艺能顺利通过moog、ge、utas等3家国外公司的nadcap质量考核认证，取得国外客户的认可，成功用于我公司外贸转包产品。
综上所述，本发明具有适用于在高强度钢零件上进行无氰镀镉，具备强耐蚀，低氢脆的特点的有益效果。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
实施例1。一种高强度钢上实现低氢脆性无氰镀镉槽液，无氰镀镉槽液包括有硫酸镉20g/l、氯化铵150g/l、氨三乙酸30g/l、乙二胺四乙酸二钠10g/l、12烷基硫酸钠0.01g/l、氯化锌0.05g/l、硫脲0.5g/l和阿拉伯树胶0.5g/l；所述无氰镀镉槽液的ph值为6；所述硫酸镉、乙二胺四乙酸二钠、12烷基硫酸钠、氯化锌、硫脲和阿拉伯树胶采用化学纯；所述氯化铵和氨三乙酸采用工业级。
所述的高强度钢上实现低氢脆性无氰镀镉槽液的使用方法，包括有以下步骤；
a、高强度钢工件常规前处理，工件常规前处理包括有丙酮除脂、去应力、电解或化学除油及弱腐蚀，得a品；所述高强度钢工件材料为4340高强度钢，4340高强度钢其拉伸强度σb＞1800mpa。
b、将a品采用无氰镀镉槽液进行无氰镀镉，无氰镀镉槽液的电流密度为0.8a/dm2、温度为10℃，得b品；
c、将b品放入烘干箱内进行除氢处理，烘干箱内除氢处理的除氢参数为：除氢温度190±10℃，除氢时间≥36h，得c品；
d、将c品进行工件常规彩色钝化处理，工件常规彩色钝化处理包括有活化、出光及彩色钝化，得成品。
实施例2。一种高强度钢上实现低氢脆性无氰镀镉槽液，无氰镀镉槽液包括有硫酸镉30g/l、氯化铵170g/l、氨三乙酸40g/l、乙二胺四乙酸二钠20g/l、12烷基硫酸钠0.03g/l、氯化锌0.1g/l、硫脲1.5g/l和阿拉伯树胶2g/l；所述无氰镀镉槽液的ph值为6.2；所述硫酸镉、乙二胺四乙酸二钠、12烷基硫酸钠、氯化锌、硫脲和阿拉伯树胶采用化学纯；所述氯化铵和氨三乙酸采用工业级。
所述的高强度钢上实现低氢脆性无氰镀镉槽液的使用方法，包括有以下步骤；
a、高强度钢工件常规前处理，工件常规前处理包括有丙酮除脂、去应力、电解或化学除油及弱腐蚀，得a品；所述高强度钢工件材料为4340高强度钢，4340高强度钢其拉伸强度σb＞1800mpa。
b、将a品采用无氰镀镉槽液进行无氰镀镉，无氰镀镉槽液的电流密度为1.2a/dm2、温度为20℃，得b品；
c、将b品放入烘干箱内进行除氢处理，烘干箱内除氢处理的除氢参数为：除氢温度190±10℃，除氢时间≥36h，得c品；
d、将c品进行工件常规彩色钝化处理，工件常规彩色钝化处理包括有活化、出光及彩色钝化，得成品。
实施例3。一种高强度钢上实现低氢脆性无氰镀镉槽液，无氰镀镉槽液包括有硫酸镉30g/l、氯化铵200g/l、氨三乙酸50g/l、乙二胺四乙酸二钠25g/l、12烷基硫酸钠0.06g/l、氯化锌0.25g/l、硫脲2g/l和阿拉伯树胶3g/l。所述无氰镀镉槽液的ph值为6.4；所述硫酸镉、乙二胺四乙酸二钠、12烷基硫酸钠、氯化锌、硫脲和阿拉伯树胶采用化学纯；所述氯化铵和氨三乙酸采用工业级。
所述的高强度钢上实现低氢脆性无氰镀镉槽液的使用方法，包括有以下步骤；
a、高强度钢工件常规前处理，工件常规前处理包括有丙酮除脂、去应力、电解或化学除油及弱腐蚀，得a品；所述高强度钢工件材料为4340高强度钢，4340高强度钢其拉伸强度σb＞1800mpa。
b、将a品采用无氰镀镉槽液进行无氰镀镉，无氰镀镉槽液的电流密度为1.8a/dm2、温度为25℃，得b品；
c、将b品放入烘干箱内进行除氢处理，烘干箱内除氢处理的除氢参数为：除氢温度190±10℃，除氢时间≥36h，得c品；
d、将c品进行工件常规彩色钝化处理，工件常规彩色钝化处理包括有活化、出光及彩色钝化，得成品。
实施例4。一种高强度钢上实现低氢脆性无氰镀镉槽液，无氰镀镉槽液包括有硫酸镉40g/l、氯化铵230g/l、氨三乙酸60g/l、乙二胺四乙酸二钠30g/l、12烷基硫酸钠0.07g/l、氯化锌0.4g/l、硫脲2.8g/l和阿拉伯树胶4g/l。所述无氰镀镉槽液的ph值为6.6；所述硫酸镉、乙二胺四乙酸二钠、12烷基硫酸钠、氯化锌、硫脲和阿拉伯树胶采用化学纯；所述氯化铵和氨三乙酸采用工业级。
所述的高强度钢上实现低氢脆性无氰镀镉槽液的使用方法，包括有以下步骤；
a、高强度钢工件常规前处理，工件常规前处理包括有丙酮除脂、去应力、电解或化学除油及弱腐蚀，得a品；所述高强度钢工件材料为4340高强度钢，4340高强度钢其拉伸强度σb＞1800mpa。
b、将a品采用无氰镀镉槽液进行无氰镀镉，无氰镀镉槽液的电流密度为2.2a/dm2、温度为35℃，得b品；
c、将b品放入烘干箱内进行除氢处理，烘干箱内除氢处理的除氢参数为：除氢温度190±10℃，除氢时间≥36h，得c品；
d、将c品进行工件常规彩色钝化处理，工件常规彩色钝化处理包括有活化、出光及彩色钝化，得成品。
实施例5。一种高强度钢上实现低氢脆性无氰镀镉槽液，无氰镀镉槽液包括有硫酸镉50g/l、氯化铵250g/l、氨三乙酸80g/l、乙二胺四乙酸二钠40g/l、12烷基硫酸钠0.1g/l、氯化锌0.5g/l、硫脲3.5g/l和阿拉伯树胶5g/l。所述无氰镀镉槽液的ph值为6.8；所述硫酸镉、乙二胺四乙酸二钠、12烷基硫酸钠、氯化锌、硫脲和阿拉伯树胶采用化学纯；所述氯化铵和氨三乙酸采用工业级。
所述的高强度钢上实现低氢脆性无氰镀镉槽液的使用方法，包括有以下步骤；
a、高强度钢工件常规前处理，工件常规前处理包括有丙酮除脂、去应力、电解或化学除油及弱腐蚀，得a品；所述高强度钢工件材料为4340高强度钢，4340高强度钢其拉伸强度σb＞1800mpa。
b、将a品采用无氰镀镉槽液进行无氰镀镉，无氰镀镉槽液的电流密度为2.5a/dm2、温度为40℃；得b品；
c、将b品放入烘干箱内进行除氢处理，烘干箱内除氢处理的除氢参数为：除氢温度190±10℃，除氢时间≥36h，得c品；
d、将c品进行工件常规彩色钝化处理，工件常规彩色钝化处理包括有活化、出光及彩色钝化，得成品。