[发明专利]铝合金发动机气缸内壁镍陶(Ni－Sic)复合电镀工艺

说明书

本发明涉及的是一种电镀工艺，尤其是一种铝合金气缸内壁镍陶(Ni-SiC)复合电镀工艺，属于冶金化学中的电镀类领域。

现有技术中对铝合金发动机气缸内表面的镀覆工艺有：对缸筒的镀铬，这种方法因工效低、环境污染严重、油膜保护性能较差而使应用受限；对缸筒内壁镀覆镍陶(Ni-SiC)工艺在部分文献已报道，如已公告终止的中国专利91107925.4，其申请文件称：利用常规的镀镍溶液中加入碳化硅，在气缸内壁通过电沉积，得到镍-碳化硅(Ni-SiC)复合镀层，以此得到硬度高和耐磨性好的性能。该申请文件所表达的这项技术存在以下不足与缺陷：由于碳化硅不能直接与铝合金电镀，必须使用镍作为中间连接物，才能在铝合金基体上复合电镀碳化硅，所以根据这项现有技术在气缸内壁的镀层中，碳化硅含量越高，则镀层与铝合金基体间结合的牢固度就越低，碳化硅含量越低，则镀层表面达不到硬度要求；为了提高气缸内壁的硬度，该技术不得不牺牲结合牢固度来采用提高碳化硅含量，或降低硫酸镍的含量来提高镀层表面碳化硅的密度，当发动机气缸体处于频繁的热涨冷缩状态下，由于镍-碳化硅(Ni-SiC)镀层与铝合金基体，两者的膨胀系数差异极大，促使铝合金基体与镍-碳化硅(Ni-SiC)镀层间的结合圆柱面上形成了相当集中的切向、轴向剪切应力，同时在镍-碳化硅(Ni-SiC)镀层的径向剪切应力(由活塞高速冲力分解所致)的作用下，使镀层在径向产生裂纹。这样，在切向、轴向剪切应力和径向剪切应力的同时作用下，镍-碳化硅复合电镀气缸，经一定时间使用后，其镀层就会脱落，该技术所表述的镀层配方成份既不全面，又不合理，如没有考虑内应力的消除问题、所选用的十二烷基硫酸钠在分散作用、界面活性及湿润等方面作用均较差。

本发明的目的在于：克服现有技术的不足和缺陷，提供一种使气缸内壁碳化硅(硬质点)均匀分布状态得到有效控制，使气缸内壁品质稳定的，铝合金气缸体镍-碳化硅(Ni-SiC)复合电镀工艺。

本发明的技术主方案主要在于：利用带正电荷或负电荷的陶瓷(即碳化硅)粉粒，在被镀金属镍表面形成吸附，再由电镀过程中金属镍原子在阴极的析出，将陶瓷粉粒埋藏其中，而形成复合镀层；其工艺流程为：气缸内壁表面经脱脂→水洗→微蚀→水洗→表面活化→水洗→化成皮膜→水洗→喷雾、上夹具→镀镍、下夹具→镍→碳化硅(Ni-SiC)复合电镀→水洗→漂白→干燥→成品。当铝合金气缸体经各项表面处理后，在其气缸内壁镀镍的基础上，再实施镍-碳化硅(Ni-SiC)复合电镀之工艺，其电镀液的成份为：

硫酸镍(NiSO₄-7H₂O)               410-500g/L

氯化镍(NiCl₂)                     5-9g/L

硼  酸(H₃BO₃)                    41-60g/L

碳化硅(SiC)                        50-100g/L

应力消除剂(Saccharin)              1-3g/L

分散剂(Sodium Lauyl Sulfate)       0.1-0.3g/L

其工艺规范主要为：

PH值        3.5-5

温度        61-75℃

电流密度    2-50A/dm²

本发明具有实质性的特点和显著的进步，产生了良好的效果，与现有技术相比，本发明适当增加了镍离子成份及降低了碳化硅成份，在保证表面硬度条件下，明显地增强了镀层与铝合金基体间的结合附着力；同时本发明增添了应力添加剂Saccharin，起到消除应力及平整的作用；本发明又增添了分散剂SodiumLauyl Sulfate，更换目前的发明所采用的十二烷基硫酸钠，进一步增强了分散作用和界面活性及湿润作用，以使碳化硅均匀导入镀层内。