[发明专利]用于载重胎模具表面化学镀的镍磷合金镀液和化学镀方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用于钢质材料的载重胎模具表面化学镀的镍磷合金镀液、以及应用该镀液实施载重胎模具表面化学镀的方法，属于高分子材料与工业化学处理领域。

背景技术

轮胎硫化模具是轮胎硫化过程中所使用的重要工艺装备，其质量优劣直接影响到轮胎外在质量，甚至影响到轮胎使用寿命及安全性。现在较为常见的载重汽车轮胎(通常为全钢丝子午线轮胎)活络模具，由于模具使用及存放不合理，铸钢材料的模具表面易与周围介质发生化学及电化学作用而形成破坏性效果，使轮胎模具表面腐蚀。其结果易造成轮胎外观麻面，不平等缺陷，使轮胎质量下降，而且模具修理也会造成较大的经济损失。

目前载重胎模具表面处理的方法是氮化和镀铬处理，但是在载重胎模具氮化处理中往往会产生模具渗氮深度浅，硬度不均匀，表面有氧化色，渗氮层不致密致使表面出现网状或针状氮化物等缺陷；镀铬处理后会产生镀层脱落，镀层耐磨性不好等缺陷，严重影响了模具的使用寿命。

除上述处理方法以外，当前国内外还未有所记载与公开其他铸钢材料载重胎模具表面的处理技术。

有鉴于此，特提出本专利申请。

发明内容

本发明所述的用于载重胎模具表面化学镀的镍磷合金镀液和化学镀方法，其目的在于解决上述现有技术存在的缺陷而采用镍磷合金镀液，以在铸钢材料表面有效地形成化学镀层，从而显著地提高载重胎模具表面的耐磨性、耐腐蚀性与硬度，进而提高轮胎加工后的表面色泽均匀性与外观质量。

为实现上述发明目的，所述的镍磷合金镀液，主要用以施镀于铸钢材料的载重胎模具表面。具体地，以水为溶剂的镀液中，按重量配比比例包括有以下成份，

硫酸镍，20-40克/升；

次亚磷酸钠，1530克/升；

柠檬酸钠，2-7克/升；

乙酸钠，11-18克/升；

硫脲，1-3毫克/升；

其中，镍磷合金镀液的PH值在4.2至4.8之间。

如上述方案内容，使用镍磷合金镀液可在铸钢材料的载重胎模具表面形成一定的镍-磷镀层，从而在模具耐磨性、耐腐蚀性与硬度方面显著地提高。

按上述重量配比关系进行配制过程中，为防止出现不良反应和保持镀液成份、PH值的稳定，上述所有成份的添加混合顺序依次为硫酸镍、柠檬酸钠、次亚磷酸纳、乙酸钠与硫脲。

基于上述发明构思与改进措施，在使用以上镍磷合金镀液的基础上，本发明还实现了下述载重胎模具表面化学镀方法，即在施镀处理阶段之前、之后分别地实施前处理阶段与后处理阶段。

与现有技术的不同之处在于，所述的施镀处理阶段，是在80-99℃温度下，将铸钢材料的载重胎模具完全地浸入镍磷合金镀液中；

其中，装载比为0.6-1.2dm²/L，控制施镀过程中的镍磷合金镀液PH值始终在4.2至4.8之间，根据目标镀层厚度结合0.012-0.02毫米/小时的施镀速度来控制所需的施镀时间。

其中，在施镀处理阶段中，通过添加氨水以控制镍磷合金镀液的PH值稳定在4.2至4.8之间。

所述的前处理阶段包括有以下操作步骤：

打磨试片，通过通用打磨装置对模具表面进行打磨处理；

至少一次碱洗除油，在50-70℃下的碱液中浸泡模具以除油处理3-8分钟；

至少一次酸洗除锈，在常温下采用酸液浸泡模具以除锈处理1-5分钟；

至少一次酸洗活化，在常温下采用弱酸酸液进行冲洗并活化10-40秒钟；

在上述步骤之间的数次水洗处理，每一次水洗处理包括至少一个水洗步骤。

所述的后处理阶段，是将施镀结束的模具进行至少一个水洗的阶段、以及吹干处理。

另外，在施镀处理阶段中使用的镍磷合金镀液，其配比顺序是先将硫酸镍粉末添加到水中并混合均匀、停放静止；然后依次地添加柠檬酸钠、次亚磷酸纳、乙酸钠与硫脲，每次添加后均需混合均匀、停放静止。

综上内容，本发明用于载重胎模具表面化学镀的镍磷合金镀液和化学镀方法具有的优点与有益效果如下：

1、经过施镀处理后的载重胎模具表面镀层为高磷镀层，镍磷镀层中磷元素的质量分数约为11.5％，因此模具表面的硬度提高了约2倍。

2、相应地，模具的耐腐蚀性和硬度也得以显著提高，因此模具的摩擦系数得以降低，耐摩擦力显著提高。

3、采用上述模具加工的载重汽车轮胎，其表面色泽更为均匀，外观质量较好。

附图说明

现结合附图对本发明做进一步的说明。

图1是在400倍金相显微镜下显示的镀层厚度示意图；