一种高合金钢电镀前处理方法
【技术领域】
[0001]本发明是一种高合金钢电镀前处理方法，属于金属材料的表面处理技术领域。
【背景技术】
[0002]在常规电镀过程中把高合金钢、合金钢、碳钢等统称钢铁零件，镀前处理方法通常为:有机溶剂除油一消除应力一绝缘装挂一电化学除油一流动热水洗一流动冷水洗一弱腐蚀一流动冷水洗一中和一流动冷水洗，通过以上处理方法去除零件在机械加工、钣金成形以及存放、周转过程中产生和存在的油污及锈蚀，以免造成在电镀过程中污染槽液、电镀后镀层结合力不良(起皮、起泡)等问题。
[0003]30CrMnS1、40CrNiMo等高合金钢材料零件，在电镀后经常出现电镀层鼓泡、起皮等结合力不良现象，导致零件返镀甚至报废。经分析主要由于此类材料零件电镀前处理不彻底引起，高合金钢材料中镍、络含量较高，进行阳极除油的过程中伴随有一定的氧气析出，当转为阴极除油处理时，其表面极易在短时间内形成一层薄而致密的氧化膜，按现有电镀工艺很难获得与基体金属结合力良好的镀层。
【发明内容】
[0004]本发明正是针对上述现有技术中存在的问题而设计提供了一种高合金钢电镀前处理方法，其目的是通过改进电化学除油后的弱腐蚀工序，提高高合金钢镀层与基体金属的结合力。
[0005]本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
[0006]该种高合金钢电镀前处理方法的过程为有机溶剂除油一消除应力一绝缘装挂一电化学除油一流动热水洗一流动冷水洗一弱腐蚀一流动冷水洗一中和一流动冷水洗，其特征在于:
[0007]1.1弱腐蚀步骤中的弱腐蚀溶液的配制方法为:
[0008]在容器中加入需配制的弱腐蚀溶液体积Vs_三分之一的去离子水，该弱腐蚀溶液体积记为Vs_，然后加入分析纯盐酸，分析纯盐酸的加入量按以下公式计算:
[0009]VHC1= P配制比重XV配制/ P盐酸浓度/ P盐酸比重式1
[0010]式1中，νΗα为分析纯盐酸的加入量，单位为L ； P 为需配制的弱腐蚀溶液中盐酸的比重，单位为g/L，浓度范围为100g/L?150g/L ； P 为分析纯盐酸的质量百分比浓度；P 为分析纯盐酸的比重，单位为g/L ；
[0011]再加入质量百分比浓度为40%的氢氟酸，氢氟酸的加入量按以下公式计算:
[0012]VHF= P配制浓度XV配制/40%式2
[0013]式2中，VHF为氢氟酸的加入量，单位为L ； P 为需配制的弱腐蚀溶液中氢氟酸的浓度，单位为ml/L，浓度范围为2ml/L?3ml/L ;
[0014]最后再加入离子水至需配制的弱腐蚀溶液的体积量；
[0015]2.2弱腐蚀步骤中的腐蚀工艺参数为:腐蚀温度为:10°C?30°C，腐蚀时间为:5s ?10so
[0016]本发技术方案不改变原有前处理工艺流程，而是为弱腐蚀工序提供了一种新型的高合金钢前处理电化学除油后的弱腐蚀溶液和腐蚀工艺参数，该种弱腐蚀溶液中添加氧化性能较强的氢氟酸，该种改进包含以下目的和作用:
[0017]1.利用HF酸的强氧化性除去零件在化学/电化学除油后高合金钢表面含硅化合物以及其他氧化物，
[0018]2.由于HF酸氧化性较强，需要严格控制其在溶液中的含量以及使用温度、零件酸洗时间，经过大量的实验和研究，本发明技术方案中，将酸洗时间从原来的0.5min-2min缩短为5s-10s，以防酸洗时间过长导致零件基体组织中的磷、硫形成晶界偏析，零件过腐蚀。
[0019]3.研究过程中发现，HF酸在溶液中含量过低，不起作用；含量过高，将对零件表面产生过度腐蚀，直接影响零件表面粗糙度、尺寸，甚至造成零件的报废。含HF酸溶液在使用过程中温度过高将加速氧化反应，导致反应失控对零件造成过腐蚀。腐蚀时间过短，起不到应有的作用；腐蚀时间过长，造成过度腐蚀对零件表面粗糙度、尺寸等也将发生影响。鉴于以上原因，经过多次工艺试验，确定采用40%氢氟酸配制溶液，并将HF酸在溶液中的浓度范围控制在2ml/L?3ml/L之间。
【具体实施方式】
[0020]以下将结合实施例对本发明技术方案作进一步地详述:
[0021]某型机材料为30CrMnSi的衬套电镀镉过程如下:
[0022]镀前验收一有机溶剂除油一消除应力一绝缘装挂一电化学除油一流动热水洗一流动冷水洗一弱腐蚀一流动冷水洗一中和一流动冷水洗一电镀镉一流动冷水洗一流动热水洗一吹干一除氢一流动冷水洗一活化一流动冷水洗一出光一流动冷水洗一流动冷水洗—钝化一流动冷水洗一流动冷水洗一吹干一拆卸一检验一油封一封装。
[0023]该种高合金钢电镀前处理方法的过程为有机溶剂除油一消除应力一绝缘装挂一电化学除油一流动热水洗一流动冷水洗一弱腐蚀一流动冷水洗一中和一流动冷水洗，其中:
[0024]1.1弱腐蚀步骤中的弱腐蚀溶液的配制方法为:
[0025]在容器中加入需配制的弱腐蚀溶液体积V配制三分之一的去离子水，该弱腐蚀溶液体积记为V配制，然后加入分析纯盐酸，分析纯盐酸的加入量按以下公式计算:
[0026]VHC1 = P配制比重XV配制/P盐酸浓度/P盐酸比重式1
[0027]式1中，VHC1为分析纯盐酸的加入量，单位为L ； P配制比重为需配制的弱腐蚀溶液中盐酸的比重，单位为g/L，浓度范围为100g/L?150g/L ； P盐酸浓度为分析纯盐酸的质量百分比浓度；P盐酸比重为分析纯盐酸的比重，单位为g/L ；
[0028]再加入质量百分比浓度为40%的氢氟酸，氢氟酸的加入量按以下公式计算:
[0029]VHF = P 配制浓度 XV 配ffjlj /40% 式 2
[0030]式2中，VHF为氢氟酸的加入量，单位为L ； P配制浓度为需配制的弱腐蚀溶液中氢氟酸的浓度，单位为ml/L，浓度范围为2ml/L?3ml/L ；
[0031]最后再加入离子水至需配制的弱腐蚀溶液的体积量；
[0032]2.2弱腐蚀步骤中的腐蚀工艺参数为:腐蚀温度为:10°C?30°C，腐蚀时间为:5s ?10so
[0033]采用上述步骤进行弱腐蚀处理后，按常规方法进行电镀，电镀后经目视检查，镀层未出现鼓泡、起皮等现象。对电镀后的镀层与基体金属结合力采用划痕法进行检测，即采用淬火的钢针在镀层表面划一大约15_X15_的方格，线条间距离大约3_，深度应完全切断电镀层，试验要求在不同处重复三次，零件上保护层无任何剥离。
[0034]与现有技术相比，采用本发明技术方案进行前处理后可以除去零件表面薄而致密的氧化膜，提高了电镀层与零件基体金属的结合力。
【主权项】
1.一种高合金钢电镀前处理方法，该处理方法的步骤包括有机溶剂除油一消除应力一绝缘装挂一电化学除油一流动热水洗一流动冷水洗一弱腐蚀一流动冷水洗一中和一流动冷水洗，其特征在于: .1.1弱腐蚀步骤中的弱腐蚀溶液的配制方法为: 在容器中加入需配制的弱腐蚀溶液体积Vg_三分之一的去离子水，该弱腐蚀溶液体积记为vs_，然后加入分析纯盐酸，分析纯盐酸的加入量按以下公式计算: Vhci= P g己制比重XV配制/ P盐酸浓度/ P盐酸比重1 式1中，％?为分析纯盐酸的加入量，单位为L ； P 为需配制的弱腐蚀溶液中盐酸的比重，单位为g/L，浓度范围为100g/L?150g/L ； P 为分析纯盐酸的质量百分比浓度；P盐酸比重为分析纯盐酸的比重，单位为g/L ; 再加入质量百分比浓度为40%的氢氟酸，氢氟酸的加入量按以下公式计算: Vhf= P配制浓度XV_/40% 式 2 式2中，VHF为氢氟酸的加入量，单位为L ;F 为需配制的弱腐蚀溶液中氢氟酸的浓度，单位为ml/L，浓度范围为2ml/L?3ml/L ; 最后再加入离子水至需配制的弱腐蚀溶液的体积量； .2.2弱腐蚀步骤中的腐蚀工艺参数为:腐蚀温度为:10°C?30°C，腐蚀时间为:5s?.10so
【专利摘要】本发明是一种高合金钢电镀前处理方法，该方法不改变原有前处理工艺流程，而是针对弱腐蚀进行了改进，包括：1.利用HF酸的强氧化性除去零件在化学/电化学除油后高合金钢表面含硅化合物以及其他氧化物；2.将酸洗时间从原来的0.5min-2min缩短为5s-10s，以防酸洗时间过长导致零件基体组织中的磷、硫形成晶界偏析，零件过腐蚀。与现有技术相比，采用本发明技术方案进行前处理后可以除去零件表面薄而致密的氧化膜，提高了电镀层与零件基体金属的结合力。
【IPC分类】C23F1/28, C25D5/36
【公开号】CN105256350
【申请号】CN201510661380
【发明人】王朝琳, 苏剑英, 文颖慧, 戴晓亮, 梅长春, 崔彧菁, 蔡英楠
【申请人】哈尔滨飞机工业集团有限责任公司
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2015年10月14日