一種用于4Cr13不銹鋼的化學(xué)鍍鎳方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種用于4Cr13不銹鋼的化學(xué)鍍鎳方法。4Cr13不銹鋼為難鍍材料，使用現(xiàn)有化學(xué)鍍鎳技術(shù)無法獲得合格鍍層，化學(xué)鍍鎳后進(jìn)行結(jié)合力檢測時(shí)起皮和脫落。本發(fā)明通過采用預(yù)處理—三酸腐蝕—去掛灰—預(yù)鍍鎳—化學(xué)鍍鎳的鍍鎳工藝，并選擇合適的溶液配方以及工藝參數(shù)，增加了鍍層結(jié)合力，獲得了合格鍍層。該方法前處理工藝穩(wěn)定，不僅適用于4Cr13不銹鋼材料的化學(xué)鍍鎳處理，還適用于4Cr13不銹鋼材料的其它電鍍和化學(xué)鍍的前處理。
【專利說明】-種用于4Cr13不銹鋼的化學(xué)鍍鎳方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于化學(xué)鍍鎳技術(shù)，特別是一種不銹鋼化學(xué)鍍鎳方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 通過電解或化學(xué)方法在金屬或某些非金屬上鍍上一層鎳的方法，稱為鍍鎳。鍍鎳 分電鍍鎳和化學(xué)鍍鎳?；瘜W(xué)鍍又稱為無電解鍍（Electroless plating)，也可以稱為自催化 電鍍（Autocatalytic plating)。具體過程是指：在一定條件下，水溶液中的金屬離子被還 原劑還原，并且沉淀到固態(tài)基體表面上的過程。ASTM B374(ASTM，美國材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)）中 定義為Autocatalytic plating is"deposition of a metallic coating by a controlled chemical reduction that is catalyzed by the metal or alloy being deposited，'。這 一過程與置換鍍不同，其鍍層是可以不斷增厚的，且施鍍金屬本身也具有催化能力。
[0003] 4Crl3不銹鋼為難鍍材料，使用現(xiàn)有化學(xué)鍍鎳技術(shù)無法獲得合格鍍層，化學(xué)鍍鎳后 進(jìn)行結(jié)合力檢測時(shí)起皮和脫落（如圖1所示）。在零件電鍍和化學(xué)鍍等領(lǐng)域，鍍層結(jié)合力的 符合性尤為重要。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對已有技術(shù)的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種用于4Crl3不銹鋼的化學(xué)鍍鎳 方法，所述方法通過合理的工藝流程、溶液配方及工藝參數(shù)，可獲得結(jié)合力合格的鍍層，不 起皮和脫落，可應(yīng)用到大批零件的電鍍、化學(xué)鍍工藝中。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：
[0006] 一種4Crl3不銹鋼的化學(xué)鍍鎳方法，所述方法包括以下步驟：
[0007] (1)三酸腐蝕：將4Crl3不銹鋼材料加工的零件在室溫下浸入三酸腐蝕溶液中進(jìn) 行浸蝕處理，直至有黃色氣體析出止；
[0008] (2)去掛灰：將步驟（1)得到的表面呈灰黑色的零件用清水沖洗后，在室溫下浸入 去掛灰溶液中，至黑色掛灰完全去除，露出金屬光澤為止；
[0009] (3)預(yù)鍍鎳：將步驟⑵得到的零件轉(zhuǎn)入預(yù)鍍鎳槽中，在室溫下進(jìn)行預(yù)鍍鎳處理；
[0010] (4)化學(xué)鍍鎳：將完成預(yù)鍍鎳后的零件轉(zhuǎn)入配置好的化學(xué)鍍鎳溶液中，進(jìn)行化學(xué) 鍍鎳處理至所需厚度。
[0011] 在本發(fā)明中，4Cr 13不銹鋼的化學(xué)鍍鎳方法包含三步前處理活化工藝，三酸腐蝕不 銹鋼表面的氧化層，去掛灰工藝將表面腐蝕產(chǎn)物有效去除，預(yù)鍍鎳工藝為化學(xué)鍍鎳提供結(jié) 合力良好的過渡層，該不銹鋼化學(xué)鍍鎳方法得到的鍍層結(jié)合力好；該方法提供的不銹鋼前 處理工藝穩(wěn)定，處理過程易于控制，鍍層合格率高，應(yīng)用于所有狀態(tài)的4Crl3不銹鋼零件的 化學(xué)鍍鎳處理。
[0012] 在本發(fā)明中，三酸腐蝕，用于溶解不銹鋼表面致密難溶的氧化皮和自然鈍化膜，包 括氧化鉻、氧化鐵鉻等難溶金屬氧化物的溶解；去掛灰，用于凈化不銹鋼表面的浸蝕產(chǎn)物， 采用含有強(qiáng)氧化劑的溶液去除掛灰，使其裸露出未氧化的基體表面；預(yù)鍍鎳，用于在不銹鋼 表面閃鍍上一層致密的鎳層，防止不銹鋼基體重新鈍化，用于作為化學(xué)鍍鎳的底層，預(yù)鍍鎳 層與不銹鋼表面結(jié)合牢固，為后續(xù)化學(xué)鍍鎳工藝提供結(jié)合力好的金屬過渡層。
[0013] 在本發(fā)明中，步驟（1)所述4Crl3不銹鋼材料加工的零件經(jīng)過如下預(yù)處理：
[0014] 將4Crl3不銹鋼材料加工的零件進(jìn)行化學(xué)除油處理，清理掉表面的油污。
[0015] 在本發(fā)明中，所述三酸腐蝕溶液組成為：氫氟酸（80-100)ml/L，例如82ml/L、 84ml/L、86ml/L、88ml/L、90ml/L、92ml/L、94ml/L、96ml/L 或 98ml/L，鹽酸（50-80)ml/L， 例如 53ml/L、56ml/L、59ml/L、62ml/L、65ml/L、68ml/L、71ml/L、74ml/L 或 77ml/L，硝酸 (200-250)ml/L，例如 205ml/L、210ml/L、215ml/L、220ml/L、225ml/L、230ml/L、235ml/L、 240ml/L 或 245ml/L。。
[0016] 示例性的氫氟酸的濃度例如為40%，鹽酸的密度為I. 19g/cm3,硝酸的密度為 L 42g/cm3。
[0017] 在本發(fā)明中，所述去掛灰溶液組成為：硝酸（30-50)ml/L，例如32ml/L、34ml/L、 36ml/L、38ml/L、40ml/L、42ml/L、44ml/L、46ml/L 或 48ml/L，雙氧水（15-25)ml/L，例如 16ml/L、17ml/L、18ml/L、19ml/L、20ml/L、21ml/L、22ml/L、23ml/L 或 24ml/L。
[0018] 示例性的硝酸的密度為I. 42g/cm3,雙氧水的濃度為30%。
[0019] 在本發(fā)明中，預(yù)鍍鎳采用的預(yù)鍍液組成為：硫酸鎳（240-260)g/L，例如242g/L、 244g/L、246g/L、248g/L、250g/L、252g/L、254g/L、256g/L 或 258g/L，硫酸鎂（30-50) g/L，例 如 328/1、348/1、368/1、388/1、4(^/1、42 8/1、448/1、468/1或488/1，鹽酸（20-40)1111/1。
[0020] 示例性的鹽酸的密度為I. 19g/cm3。
[0021] 在本發(fā)明中，預(yù)鍍鎳的電流密度為（5_10)A/dm2,該電流密度較常規(guī)電鍍鎳的電流 效率較高，在確保鍍層生產(chǎn)速度的同時(shí)不至于出現(xiàn)鍍層金屬夾雜過多，例如6A/dm2、7A/dm2、 8A/dm2 或 9A/dm2,時(shí)間為 10 ?20min。
[0022] 與已有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：
[0023] (1)通過半定量的結(jié)合力測試方法-方格法對鍍層結(jié)合力進(jìn)行測試，鍍層脫落面 積比例大大縮小，由5%降到0. 1%左右，結(jié)合力大幅提高，可應(yīng)用于OKlmm的不銹鋼銷軸 電鍍，并確保彎折不會(huì)出現(xiàn)鍍層脫落現(xiàn)象。
[0024] (2)本發(fā)明三酸腐蝕在保證不腐蝕不銹鋼基體的基礎(chǔ)上，徹底的溶解表面氧化皮 和鈍化膜，且腐蝕終點(diǎn)具有易于觀察控制的優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)去掛灰處理后能得到干凈、未鈍化、易 于電鍍的不銹鋼基體表面。
[0025] (3)為了達(dá)到良好的預(yù)鍍效果，三酸腐蝕工序與去掛灰工序后立即進(jìn)行表面預(yù)鍍 鎳處理，高硫酸鎳含量的預(yù)鍍鎳配方能在不銹鋼基體表面迅速形成致密的鎳層，對提高鍍 層與基體的結(jié)合力起到重要作用。
[0026] (4)該方法前處理工藝穩(wěn)定，不僅適用于4Crl3不銹鋼材料的化學(xué)鍍鎳處理，還適 用于4Crl3不銹鋼材料的其它電鍍、化學(xué)鍍的前處理。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027] 圖1是不合格鍍層的照片；
[0028] 圖2是合格鍍層的照片。

【具體實(shí)施方式】
[0029] 下面通過【具體實(shí)施方式】來進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0030] 一種用于4Crl3不銹鋼的化學(xué)鍍鎳方法，其工藝流程、溶液配方及工藝參數(shù)如下：
[0031] 工藝流程結(jié)構(gòu)包含，預(yù)處理一三酸腐蝕一去掛灰一預(yù)鍍鎳一化學(xué)鍍鎳
[0032] 三酸腐蝕溶液成分及相關(guān)的工藝參數(shù)

【權(quán)利要求】
1. 一種用于4Crl3不銹鋼的化學(xué)鍍鎳方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟： (1) 三酸腐蝕：將4Crl3不銹鋼材料加工的零件在室溫下浸入三酸腐蝕溶液中進(jìn)行浸 蝕處理，直至有黃色氣體析出止； (2) 去掛灰：將步驟（1)得到的表面呈灰黑色的零件用清水沖洗后，在室溫下浸入去掛 灰溶液中，至黑色掛灰完全去除，露出金屬光澤為止； (3) 預(yù)鍍鎳：將步驟（2)得到的零件轉(zhuǎn)入預(yù)鍍鎳槽中，在室溫下進(jìn)行預(yù)鍍鎳處理； (4) 化學(xué)鍍鎳：將完成預(yù)鍍鎳后的零件轉(zhuǎn)入配置好的化學(xué)鍍鎳溶液中，進(jìn)行化學(xué)鍍鎳 處理至所需厚度。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟⑴所述4Crl3不銹鋼材料加工的零件 經(jīng)過如下預(yù)處理： 將4Crl3不銹鋼材料加工的零件進(jìn)行化學(xué)除油處理，清理掉表面的油污。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述三酸腐蝕溶液組成為：氫氟酸 (80-100) ml/L，鹽酸（50-80) ml/L，硝酸（200-250) ml/L。
4. 如權(quán)利要求1-3之一所述的方法，其特征在于，所述去掛灰溶液組成為：硝酸 (30-50) ml/L，雙氧水（15-25) ml/L。
5. 如權(quán)利要求1-4之一所述的方法，其特征在于，預(yù)鍍鎳采用的預(yù)鍍液組成為：硫酸鎳 (240-260) g/L，硫酸鎂（30-50) g/L，鹽酸（20-40) ml/L。
6. 如權(quán)利要求1-5之一所述的方法，其特征在于，預(yù)鍍鎳的電流密度為（5-10)A/dm2， 時(shí)間為10?20min。
【文檔編號(hào)】C23C18/18GK104451616SQ201410721016
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月2日
【發(fā)明者】陳祝橋, 徐濤濤, 王道軍, 徐超 申請人:天津航空機(jī)電有限公司