用于缸体槽外电镀的电镀液的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于缸体槽外电镀的电镀液，包括用于预电镀镍的电镀液A和用于电镀镍?碳化硅复合镀层的电镀液B；电镀液A中，具有硫酸镍246?626g/L和硼酸35?45g/L；电镀液B中，具有硫酸镍246?626g/L、硼酸35?45g/L、碳化硅10?45g/L和电镀添加剂0.5?2.5g/L；电镀液采用预镀镍和后镀复合镍层的电镀液配方，适用于槽外电镀工艺，结合流动的电镀液保证了镀层上的阳离子实时更替的方案，使阴极镀层表面阳离子浓度差基本无变化，避免形成较大的浓度差，镀层厚度变化可控；同时，无差别的浓度结合特殊的电镀液配比，保证了镀层的密实紧致，避免松散结合的出现，保证电镀质量。
【专利说明】
用于缸体槽外电镀的电镀液
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种缸体类工件的电镀液，特别涉及用于槽外流动电镀的电镀液。【背景技术】
[0002]缸体作为发动机的主要部件，用于与活塞、缸头共同组成燃烧室，并为活塞组件提供运动轨迹，从而形成动力转换环境。气缸在引导活塞不断进行往复运动的过程中，气缸内壁与活塞之间长时间、高频率地互相摩擦，导致气缸作用的有用功率降低，消耗一部分能量。因此，现有技术出现了在内壁进行电镀，以电镀镀层来代替缸套解决上述问题。通常的电镀工艺中，电镀液处于基本静态的环境中，阳离子被动向作为阴极的缸体内表面运动，形成的浓度差导致镀层并不紧实，因而易于脱落，并且电镀时间较长;且由于浓度差的问题， 使得最终的产品的镀层厚度变化大、不易控制，就造成气缸体内表面的一些关键尺寸很难控制，因而，电镀后的成品质量保证较为困难。现有技术中，具有在缸体内圆表面循环电镀液电镀镍-碳化硅复合层的技术方案，但由于电镀工艺不能保证复合镀层的质量，获取的最终缸体产品并不能满足使用需要;特别是传统的电镀液配方本身，与传统的电镀工艺以及新工艺无法形成匹配，造成最终的产品合格率不高，使用寿命无法达到预期的问题。
[0003]因此，需要对现有的缸体电镀的电镀液进行改进，适用于槽外电镀，与槽外电镀工艺进行配合，使阴极镀层表面阳离子浓度差基本无变化，使得镀层厚度变化可控，且紧实致密，保证电镀质量。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明的目的是提供一种用于缸体槽外电镀的电镀液，使阴极镀层表面阳离子浓度差基本无变化，使得镀层厚度变化可控，且紧实致密，保证电镀质量。
[0005]本发明的用于缸体槽外电镀的电镀液，包括电镀液A和电镀液B;
[0006]电镀液A中，具有硫酸镍246-626g/L和硼酸35-45g/L;[〇〇〇7]电镀液B中，具有硫酸镍246-626g/L、硼酸35-45g/L、碳化硅10-45g/L和电镀添加剂0.5-2.5g/L;
[0008]使用时，电镀液A用于预先电镀镍，电镀液B在预先电镀镍后进行电镀镍-碳化硅复合镀层；当然，电镀镍前需要必要的预处理，在此不再赘述；电镀添加剂的选择则为容易改善镀层性能的添加剂;本实施例的电镀液成分浓度适合于槽外电镀，槽外电镀一般指电镀液通过动力流经缸体内表面的工艺，各种成分之间相互协调和影响，利于形成致密均匀的镀层，保证成品的使用性能;预镀镍层与最终的电镀镍-碳化硅复合镀层具有良好、均匀和致密的结合，保证镀层整体的结合强度。
[0009]进一步，所述电镀添加剂为糖精，糖精与电镀液中的其他新成分相互协调，添加后可有效改善镀层应力以及硬度，适于本发明的缸体槽外电镀方式。[0〇1〇]进一步，电镀液A中，具有硫酸镍450g/L和硼酸40g/L;电镀液B中，具有硫酸镍 450g/L、硼酸40g/L、碳化硅28g/L和电镀添加剂1.8g/L;本实施例的电镀液成分和比例，更能适应于槽外电镀的工艺，并且各个组分之间的协调效果更佳，形成的产品最终的强度和硬度也能达到较高的要求。
[0011]进一步，电镀液A和电镀液B使用时，所述阳极为筒状，所述阳极与缸体均上下直立且同轴设置，电镀液由缸体内表面与阳极外表面之间的环隙向上流动并由阳极内孔回流； 采用腔内流动的电镀液形成电镀环境的方案，流动的电镀液保证了镀层上的阳离子实时更替，使阴极镀层表面阳离子浓度差基本无变化，避免形成较大的浓度差，镀层厚度变化可控，同时，结合本发明的电镀液成分和比例，形成无差别的浓度，保证了镀层的密实紧致，同时，流动的电镀液会带走与镀层结合不够紧密的阳离子，避免松散结合的出现，保证电镀质量。[0〇12] 进一步，电镀液A在使用时，电镀液pH调整为1.3-1.8，电流密度3-4A/dm2;电镀液B 在使用时，电镀液pH调整为2.2-3.8，电流密度30-40A/dm2 ;pH值以及使用时的电流密度，与对应的电镀液成分及配比相互协调，能够保证本发明的电镀液中的阳离子具有良好的活性，利于形成致密且结合强度高的镀层，进一步保证电镀质量。
[0013]进一步，电镀液还包括锌转化液，在使用电镀液A电镀前，通过锌转化液在缸体内表面进行化学锌转化，所采用的锌转化液中包括:Zn012-15g/L、氢氧化钠50-155g/L、三氯化铁0.45-2.lg/L和锌转化缓蚀剂1.5-2.5g/L;本锌转化液适用于槽外结构，形成致密且强度较高的锌转化层，利于后期的与电镀镍的良好结合，形成较好的基础。
[0014]进一步，所述锌转化缓蚀剂为葡萄糖酸钠;锌转化缓蚀剂为葡萄糖酸钠，当然也可采用现有技术中通常用的锌转化缓蚀剂，而最优为葡萄糖酸钠。
[0015]进一步，用锌转化液进行锌转化的时间为60-90S，温度为20-25 °C;该时间范围和温度范围，适应并配合于锌转化液的成分和配比，形成良好的锌转化层，从而使锌转化层适应于电镀工序;采用电镀液A和电镀液B进行电镀的时间分别为10-25min，电镀液温度分别为60-70°C;根据厚度要求可调整；电镀液温度为60-70°C;该电镀时间范围和温度范围，能够保证本发明的电镀液中的阳离子具有良好的活性，进一步保证电镀质量。
[0016]本发明的有益效果:本发明的用于缸体槽外电镀的电镀液，电镀液采用预镀镍和后镀复合镍层的电镀液配方，适用于槽外电镀工艺，结合流动的电镀液保证了镀层上的阳离子实时更替的方案，使阴极镀层表面阳离子浓度差基本无变化，避免形成较大的浓度差， 镀层厚度变化可控；同时，无差别的浓度结合特殊的电镀液配比，保证了镀层的密实紧致， 同时，流动的电镀液会带走与镀层结合不够紧密的阳离子，避免松散结合的出现，保证电镀质量。【具体实施方式】
[0017]本实施例的用于缸体槽外电镀的电镀液，包括电镀液A和电镀液B;[〇〇18] 电镀液A中，具有硫酸镍246-626g/L和硼酸35-45g/L;[〇〇19]电镀液B中，具有硫酸镍246-626g/L、硼酸35-45g/L、碳化硅10-45g/L和电镀添加剂0.5-2.5g/L;
[0020]使用时，电镀液A用于预先电镀镍，电镀液B在预先电镀镍后进行电镀镍-碳化硅复合镀层；当然，电镀镍前需要必要的预处理，在此不再赘述；电镀添加剂的选择则为容易改善镀层性能的添加剂;本实施例的电镀液成分浓度适合于槽外电镀，槽外电镀一般指电镀液通过动力流经缸体内表面的工艺，各种成分之间相互协调和影响，利于形成致密均匀的镀层，保证成品的使用性能;预镀镍层与最终的电镀镍-碳化硅复合镀层具有良好、均匀和致密的结合，保证镀层整体的结合强度。[0021 ]本实施例中，所述电镀添加剂为糖精，糖精与电镀液中的其他新成分相互协调，添加后可有效改善镀层应力以及硬度，适于本发明的缸体槽外电镀方式。[〇〇22]本实施例中，电镀液A中，具有硫酸镍450g/L和硼酸40g/L;电镀液B中，具有硫酸镍 450g/L、硼酸40g/L、碳化硅28g/L和电镀添加剂1.8g/L;本实施例的电镀液成分和比例，更能适应于槽外电镀的工艺，并且各个组分之间的协调效果更佳，形成的产品最终的强度和硬度也能达到较高的要求。
[0023]本实施例中，电镀液A和电镀液B使用时，所述阳极为筒状，所述阳极与缸体均上下直立且同轴设置，电镀液由缸体内表面与阳极外表面之间的环隙向上流动并由阳极内孔回流;采用腔内流动的电镀液形成电镀环境的方案，流动的电镀液保证了镀层上的阳离子实时更替，使阴极镀层表面阳离子浓度差基本无变化，避免形成较大的浓度差，镀层厚度变化可控，同时，结合本发明的电镀液成分和比例，形成无差别的浓度，保证了镀层的密实紧致， 同时，流动的电镀液会带走与镀层结合不够紧密的阳离子，避免松散结合的出现，保证电镀质量。[〇〇24]本实施例中，电镀液A在使用时，电镀液pH调整为1.3-1.8，电流密度3-4A/dm2;电镀液B在使用时，电镀液pH调整为2.2-3.8，电流密度30-40A/dm2; pH值以及使用时的电流密度，与对应的电镀液成分及配比相互协调，能够保证本发明的电镀液中的阳离子具有良好的活性，利于形成致密且结合强度高的镀层，进一步保证电镀质量。
[0025]本实施例中，电镀液还包括锌转化液，在使用电镀液A电镀前，通过锌转化液在缸体内表面进行化学锌转化，所采用的锌转化液中包括:Zn012-15g/L、氢氧化钠50-155g/L、 三氯化铁0.45-2.lg/L和锌转化缓蚀剂1.5-2.5g/L;本锌转化液适用于槽外结构，形成致密且强度较高的锌转化层，利于后期的与电镀镍的良好结合，形成较好的基础。
[0026]本实施例中，所述锌转化缓蚀剂为葡萄糖酸钠;锌转化缓蚀剂为葡萄糖酸钠，当然也可采用现有技术中通常用的锌转化缓蚀剂，而最优为葡萄糖酸钠。[〇〇27]本实施例中，用锌转化液进行锌转化的时间为60-90s，温度为20-25°C ;该时间范围和温度范围，适应并配合于锌转化液的成分和配比，形成良好的锌转化层，从而使锌转化层适应于电镀工序;采用电镀液A和电镀液B进行电镀的时间分别为10-25min，电镀液温度分别为60-70°C ;根据厚度要求可调整；电镀液温度为60-70°C ;该电镀时间范围和温度范围，能够保证本发明的电镀液中的阳离子具有良好的活性，进一步保证电镀质量。
[0028]以下为本发明用于槽外电镀的具体实施例:
[0029] 实施例一 [〇〇3〇] 包括下列步骤:
[0031] a.预处理:[〇〇32] al.刻蚀，通过NaOH 25g/L的碱液碱蚀，时间为175s，碱蚀液温度为40°C ;采用碱液流经缸体内表面的方式进行；[〇〇33] a2.钝化，通过酸液进行钝化，酸液中包括过一硫酸氢钾50g/L和硫酸6g/L;时间为 175s，酸蚀液温度为35°C;采用酸液流经缸体内表面的方式进行；
[0034]a3.活化，通过氢氟酸13g/L酸液对气缸内表面进行进一步腐蚀;时间为30s，温度为室温;采用酸液流经缸体内表面的方式进行；
[0035]a4.锌转化，采用化学锌转化，使气缸内表面形成锌层;所采用的锌转化液中包括: ZnOl5g/L、氢氧化钠50g/L、三氯化铁2.1 g/L和葡萄糖酸钠1.5g/L;时间为90s，温度为25°C ; 采用锌转化液流经缸体内表面的方式进行；
[0036]b.槽外电镀:将缸体内表面作为阴极并外套于阳极，电镀液A和电镀液B分别流经缸体内表面与阳极外表面之间的环隙形成电镀环境，通电并完成电镀;具体为:[〇〇37] bl预镀镍；电镀液A中包括:硫酸镍246g/L和硼酸35g/L;调整电镀液A的pH为1.3， 电镀电流密度4A/dm2,时间为25min，电镀液A温度为70°C ;[〇〇38] b2电镀镍-碳化硅复合镀层；电镀液B中包括:硫酸镍246g/L、硼酸35g/L、碳化硅 l〇g/L和糖精2.5g/L;调整电镀液B的pH为2.2，电流密度40A/dm2，时间为25min，电镀液B温度为70°C;[〇〇39] c.后续处理，常规电镀后续处理；后续处理包括电镀液回收处理、工件的回收、后续清洗、固化处理等，在此不再赘述;最终的水洗一般采用全浸式水洗；
[0040]步骤&1、32、33、&4、13、(3之间分别进行水洗，在此不再赘述;31、32、33、34中，液体的流经方式采用与步骤b相类似的结构，在此不再赘述;其中步骤a4也可以作为步骤b中的首个步骤进行，形成锌转化层，在此不再赘述。[〇〇41 ] 实施例二 [〇〇42]包括下列步骤:
[0043] a.预处理:[〇〇44] al.刻蚀，通过NaOH 5g/L的碱液碱蚀，时间为180s，碱蚀液温度为60°C ;采用碱液流经缸体内表面的方式进行；[〇〇45] a2.钝化，通过酸液进行钝化，酸液中包括过一硫酸氢钾12g/L和硫酸15g/L;时间为180s，酸蚀液温度为45°C;采用酸液流经缸体内表面的方式进行；
[0046]a3.活化，通过氢氟酸4g/L酸液对气缸内表面进行进一步腐蚀;时间为90s，温度为室温;采用酸液流经缸体内表面的方式进行；
[0047]a4.锌转化，采用化学锌转化，使气缸内表面形成锌层;所采用的锌转化液中包括: Zn012g/L、氢氧化钠155g/L、三氯化铁0.45g/L和葡萄糖酸钠2.5g/L;时间为60s，温度为20 °C ;采用锌转化液流经缸体内表面的方式进行；
[0048]b.槽外电镀:将缸体内表面作为阴极并外套于阳极，电镀液A和电镀液B分别流经缸体内表面与阳极外表面之间的环隙形成电镀环境，通电并完成电镀;具体为:[〇〇49] b 1预镀镍；电镀液A中包括:硫酸镍626g/L和硼酸45g/L;调整电镀液A的pH为1.8， 电镀电流密度3A/dm2,时间为lOmin，电镀液A温度为60°C ;
[0050] b2电镀镍-碳化硅复合镀层；电镀液B中包括:硫酸镍626g/L、硼酸45g/L、碳化硅 45g/L和糖精5g/L;调整电镀液B的pH为3.8，电流密度30A/dm2，时间为lOmin，电镀液B温度为 60。。；[〇〇51] c.后续处理，常规电镀后续处理；后续处理包括电镀液回收处理、工件的回收、后续清洗、固化处理等，在此不再赘述;最终的水洗一般采用全浸式水洗；[0〇52] 步骤&1、32、33、&4、13、(3之间分别进行水洗，在此不再赘述;31、32、33、34中，液体的流经方式采用与步骤b相类似的结构，在此不再赘述;其中步骤a4也可以作为步骤b中的首个步骤进行，形成锌转化层，在此不再赘述。[〇〇53] 实施例三 [〇〇54] 包括下列步骤:
[0055] a.预处理:[〇〇56] al.刻蚀，通过NaOH 18g/L的碱液碱蚀，时间为178s，碱蚀液温度为50°C ;采用碱液流经缸体内表面的方式进行；[〇〇57] a2.钝化，通过酸液进行钝化，酸液中包括过一硫酸氢钾35g/L和硫酸9g/L;时间为 178s，酸蚀液温度为40°C ;采用酸液流经缸体内表面的方式进行；[〇〇58] a3.活化，通过氢氟酸8g/L酸液对气缸内表面进行进一步腐蚀;时间为60s，温度为室温;采用酸液流经缸体内表面的方式进行；
[0059]a4.锌转化，采用化学锌转化，使气缸内表面形成锌层;所采用的锌转化液中包括: Zn014g/L、氢氧化钠100g/L、三氯化铁1.5g/L和葡萄糖酸钠2g/L;时间为75s，温度为22°C; 采用锌转化液流经缸体内表面的方式进行；
[0060]b.槽外电镀:将缸体内表面作为阴极并外套于阳极，电镀液A和电镀液B分别流经缸体内表面与阳极外表面之间的环隙形成电镀环境，通电并完成电镀;具体为:[0061 ] bl预镀镍；电镀液A中包括:硫酸镍450g/L和硼酸40g/L;调整电镀液A的pH为1.5， 电镀电流密度3.5A/dm2，时间为18min，电镀液A温度为65°C ;[〇〇62] b2电镀镍-碳化硅复合镀层；电镀液B中包括:硫酸镍450g/L、硼酸40g/L、碳化硅 28g/L和糖精1.8g/L;调整电镀液B的pH为3，电流密度35A/dm2，时间为20min，电镀液B温度为 65°C;[〇〇63] c.后续处理，常规电镀后续处理；后续处理包括电镀液回收处理、工件的回收、后续清洗、固化处理等，在此不再赘述;最终的水洗一般采用全浸式水洗；
[0064]步骤&1、32、33、&4、13、(3之间分别进行水洗，在此不再赘述;31、32、33、34中，液体的流经方式采用与步骤b相类似的结构，在此不再赘述。
[0065]本发明的溶液溶质浓度是指1L溶液中的溶质质量。
[0066]最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【主权项】
1.一种用于缸体槽外电镀的电镀液，其特征在于:包括电镀液A和电镀液B;电镀液A中，具有硫酸镍246-626g/L和硼酸35-45g/L;电镀液B中，具有硫酸镍246-626g/L、硼酸35-45g/L、碳化硅10-45g/L和电镀添加剂 0?5-2?5g/L;使用时，电镀液A用于预先电镀镍，电镀液B在预先电镀镍后进行电镀镍-碳化硅复合镀层。2.根据权利要求1所述的用于缸体槽外电镀的电镀液，其特征在于:所述电镀添加剂为糖精。3.根据权利要求1或2所述的用于缸体槽外电镀的电镀液，其特征在于:电镀液A中，具 有硫酸镍450g/L和硼酸40g/L;电镀液B中，具有硫酸镍450g/L、硼酸40g/L、碳化硅28g/L和电镀添加剂1.8g/L。4.根据权利要求3所述的用于缸体槽外电镀的电镀液，其特征在于:电镀液A和电镀液B 使用时，所述阳极为筒状，所述阳极与缸体均上下直立且同轴设置，电镀液由缸体内表面与 阳极外表面之间的环隙向上流动并由阳极内孔回流。5.根据权利要求4所述的用于缸体槽外电镀的电镀液，其特征在于:电镀液A在使用时， 电镀液pH调整为1.3-1.8，电流密度3-4A/dm2;电镀液B在使用时，电镀液pH调整为2.2-3.8， 电流密度30-40A/dm2。6.根据权利要求4所述的用于缸体槽外电镀的电镀液，其特征在于:电镀液还包括锌转 化液，在使用电镀液A电镀前，通过锌转化液在缸体内表面进行化学锌转化，所采用的锌转 化液中包括:Zn012-15g/L、氢氧化钠50-155g/L、三氯化铁0.45-2.1g/L和锌转化缓蚀剂 1?5-2?5g/L〇7.根据权利要求7所述的缸体槽外电镀工艺，其特征在于:所述锌转化缓蚀剂为葡萄糖 酸钠。8.根据权利要求7所述的用于缸体槽外电镀的电镀液，其特征在于:用锌转化液进行锌 转化的时间为60-90s，温度为20-25°C ;采用电镀液A和电镀液B进行电镀的时间分别为10-25min，电镀液温度分别为60-70°C。
【文档编号】C25D7/04GK105970264SQ201610481732
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年6月27日
【发明人】刘智勇, 聂进
【申请人】隆鑫通用动力股份有限公司