[发明专利]深孔加厚镀硬铬的工艺方法

说明书

本发明是关于深孔加厚镀硬铬的工艺方法，尤其是黑色金属内孔加厚镀硬铬厚度大于100μm、孔深为300mm以上的工艺方法。

背景技术

目前各国镀硬铬的工艺,其阴极电流效率为12－14％。沉积速度为12－25μm/h，电流效率为20－25％。这种镀硬铬工艺是效率最低、槽压最高、能耗最大、分散能力最差的，而且无法解决加厚镀硬铬镀层爆皮和不易克服镀层中经常出现麻点、针孔问题，尤其是产生黑色的粗糙沉积层,在此粗糙的沉积层表面继续加厚的铬层就会显得更粗糙，而且镀层的结合力也将受到影响。镀内铬时，产生针孔、麻点等缺陷产生的几率会大大增加，这是因为电镀时：氢在阴极上析出后，经常呈气泡状粘附在电极表面，造成该处绝缘，使金属离子不能在粘附气泡的地方放电，只能在气泡的周围放电，如果电镀过程中总是滞留在一个地方，就会在镀层中形成空洞或缝隙叫针孔。如果氢气在阴极上附着不牢固，发生周期性的滞留与脱落，就会出现麻点。根据成因，因镀内铬时受零件结构限制，槽液的流动性差，必须增加零件内孔槽液的流动性，减少氢气在电极上的粘附，从而较少铬层针孔、麻点的产生。尽管多年来,很多人致力于镀铬工艺的研究,也开发出了一些有价值的工艺，虽然提高了镀层结合力和镀层光亮度，避免了铬液的报废，但仍然不能从根本上解决镀层鼓泡、脱落、针孔、麻点等问题。虽然国内外对深孔高速镀硬铬工艺已经进行了大量实验研究，尤其是对镀前处理、施镀方法、防镀手段及获得均匀镀层进行深入研究,由于深孔加厚镀硬铬具有相当难度，对有些关键、重要的零部件有耐磨性、耐腐蚀等性能的要求，如活塞杆、外筒等高难度、高要求镀件,工件几何形状复杂对铬层的气密性、孔隙率、硬度都有很高的要求。电镀中主要缺陷为鼓泡、龟裂、针孔、麻点、甚至大面积无镀层，一般工艺很难解决。镀内铬时产生这些缺陷些的几率会大大增高，解决的难度就就随之增大。

深孔加厚镀硬铬中，由于影响镀铬质量的因素很多，也很复杂，铬层质量与温度、电流密度、铬酐及硫酸的含量等有着密切关系。深孔加厚镀内铬主要有三大影响因素：1、镀铬溶液在镀内铬时槽液流动性差；2、镀铬液成份变化大不稳定，3、镀内铬时镀铬液中的硫酸与三价铬比例失调（三价铬与六价铬在不同的阴、阳极面积及电流密度不同时会互相转换）。如长时间镀内孔铬，阳极面积小于阴极面积，随着电镀时间的增长，三价铬就会上升，若三价铬过高，镀液覆盖能力显著下降，镀层光亮差，表面易产生麻点和裂纹。镀液中的SO4^2～和阴极生成的三价铬虽不直接参与电极反应，但它们的存在和含量对镀铬层质量至关重要。镀铬中如何严格控制它们的含量，特别是铬酐与硫酸的比值一直是业内头痛的问题。

工艺上常采用先喷丸后镀100μm以上硬铬层零件的结构来说，镀外铬容易保证一些，深孔镀内铬就比较困难，特别是外形比较复杂的筒体类零件，如内孔直径为φ20～φ120mm，孔深为300～1200mm之间的深孔加厚镀硬铬，镀铬时间一般在7小时以上。由于铬层厚，在镀铬层上不允许有气孔、针眼、麻点等缺陷，内孔加厚镀铬本身就容易出现镀层缺陷，镀铬工艺上难度很大。深孔镀内铬时，槽液不易循环，流动性差，长时间的镀铬，使镀铬溶液的成分变化大，硫酸与三价铬的比例容易失调，虽然通过多次工艺试验，仍然无法解决深孔零件加厚镀内铬的质量问题。铬层质量难以控制是造成返工的一个主要因素。由于反修率大，合格率一般仅有45%～60%，已成为产品质量难以控制的瓶颈。镀层的质量直接影响到零件的使用寿命和工作效率，使业内深深感受到深孔镀内铬质量是个永远的问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的上述不足之处，提供一种镀液性能稳定，铬镀层结合好，结晶细致、表面光洁平整、镀层厚度均匀，能够显著提高合格率高的深孔加厚镀硬铬的工艺方法。

本发明的上述目的可以通过以下措施来实现，一种深孔加厚镀硬铬的工艺方法，其特征在于包括如下步骤：

1）在镀铬槽边安装一个有多个分流嘴的循环过滤机，分流嘴通过槽液分流器相连的过滤导管接入槽中每个镀铬零件的深孔，使镀铬槽液在零件内部不停地由下而上的循环，在电镀过程中，槽液在镀铬零件内孔不间断进行循环、补充，更新，使零件内部的镀铬液与整个镀铬槽液不断交换；

2）稳定镀液的成分及比例控制在CrO₃:220～250g/L,H₂SO₄:2.2～2.5g/L, Cr³⁺：2～4g/L;CrO₃ :H₂SO₄=95:100～100:105；