專利名稱：無刻蝕電鍍鐵修復機器零件的工藝方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用無刻蝕電鍍鐵修復機器零件的工藝方法。主要用于對幾何形狀復雜的機器零件磨損或腐蝕后表面的修復。這種工藝能使零件與鍍層之間結合強度高，通?？蛇_到35Kgf/mm2，顯微硬度可達H500-620?？梢曰謴湍p或腐蝕前零件的使用尺寸，廣泛用于各種軸和銷類零件的修復。
低溫鍍鐵技術可分為有刻蝕鍍鐵和無刻蝕鍍鐵工藝。有刻蝕鍍鐵技術采用的工藝特點是，鍍前零件的電化學處理，即陽極處理-陽極刻蝕工序。陽極刻蝕的缺點是由于此工序受酸度、溫度和濃度等因素的影響，有時刻蝕用的硫酸易于帶入鍍鐵槽污染鍍液，因此，導致鍍鐵層與基體金屬結合強度有高有低，不夠穩(wěn)定。無刻蝕鍍鐵工藝是利用電能轉(zhuǎn)化為化學能，在電場作用下，電極上發(fā)生氧化-還原反應。即低碳鋼板陽極給出電子，破壞表面金屬鍵，F(xiàn)e++電解到溶液中。鍍液中鐵離子遷移至陰極(工件基體)表面放電，與基體金屬晶格點陣共用自由電子，被還原為鐵而達到修復工件的目的。
無刻蝕鍍鐵工藝的特點是鍍前處理采用常規(guī)的除油除銹，入槽后首先進行對稱交流活化，然后再用不對稱交流電流起鍍。因此這種方法較有刻蝕鍍鐵工藝方法簡化了工序，減少了污染，避免了殘存硫酸帶入鍍液中而造成對鍍液的污染。但是由于工件的幾何形狀復雜，造成陽極與陰極的距離不同，使之電場強度和離子遷移距離不同，造成異形面的表面活化程度不均一，鍍覆程度不均勻，因此造成幾何形狀復雜零件的修復質(zhì)量存在較大差異，成品率低。
如CN88102223A專利中曾提出一種“無刻蝕鍍鐵液的配制方法，同時還公開了用該方法修復汽車曲軸等貴重零件的磨損表面的工藝，主要工序是一、準備階段，含測選-清洗-加熱處理-除銹-絕緣-組裝-除油膜-浸洗-沖洗。
二、鍍鐵活化處理-起鍍-交流過渡鍍-初轉(zhuǎn)直流鍍-直流過渡鍍-全直流鍍-定時測量-中和處理。
三、加工。
以上方法既是一般眾所周知的無刻蝕電鍍工藝，并未考慮到零件的復雜外形以及幾何形狀對鍍層質(zhì)量的影響。因此該工藝用于直軸或平面零件可得到較好的鍍覆效果，但是對于有拐角的曲軸等工件常常出現(xiàn)局部拐角或凹槽處鍍層厚度不夠，鍍鐵層與基體金屬結合不牢、起皮，甚至發(fā)生整個鍍層剝落的現(xiàn)象。究其主要原因是由于圓角處形成與陽極板垂直或傾斜的表面，在該局部上電流分布有差異，從而造成鐵離子在基體上活化程度不均一，均鍍能力不同，鍍層不均勻。經(jīng)測試該方法曲軸處每小時直徑可增加0.18-0.25mm，圓角處則每小時增加0.06-0.1mm左右，增加厚度比達2.5-4倍，且鍍層也極不均勻。由此可見，用一般的無刻蝕鍍鐵工藝難以保證此類零件鍍層的質(zhì)量，以致造成的成品率低，僅達20%左右。
本發(fā)明的目的是，提高幾何形狀復雜的機器零件的曲率半徑較小處或有平面相交部位的鍍鐵質(zhì)量和縮短電鍍生產(chǎn)時間，降低成本，提高鍍鐵修復零件的合格率，從而提供一種可使鍍鐵層與基體金屬結合牢固、鍍層均勻致密、光滑的無刻蝕鍍鐵修復零件的工藝方法。
本發(fā)明采取的主要技術措施是在準備工序中，經(jīng)測選、清洗除油除銹、絕緣、組裝、除油膜后，在零件拐角或其它具有相交平面的局部進行化學表面活化處理，方法是用除硫酸外的強酸涂刷局部，不經(jīng)沖洗直接進入電鍍槽中，之后開始電化學活化及施鍍。使該局部保持有一定量的殘酸，這樣一方面可對該局部進行較強的表面化學活化處理，又可避免用水沖洗后被空氣氧化生銹;另一方面，當化學活化和電鍍時，該局部存在的導電性離子使鐵離子遷移速度加快。保證了鐵離子沉積速度的均勻，克服了零件的幾何形狀對活化及施鍍的影響。
此外，在電鍍液中加入了4克/升H3BO4使電解液pH值得到緩沖。加入1克/升KCL，使電鍍液進一步增加導電性。加入1克/升KI，以抑制二價鐵離子的被氧化。
本發(fā)明的效果本發(fā)明在實現(xiàn)整體零件的無刻蝕工藝的同時，對局部采用特殊的化學表面處理，使局部表面充分活化，并能避免氧化，大大提高了局部導電性，進而解決了局部Fe++的沉積速度和結合牢度，提高了一次鍍層厚度，縮短了零件電鍍時間，方法簡便、可靠，成品率高，曲軸類零件成品合格率可達99.7%，比普通工藝提高近3-5倍。
下面結合電鍍汽車曲軸的實例對本發(fā)明的方案和效果進一步說明。
一、準備工序a、零件測選汽車曲軸，軸頸磨損約2-3mm，圓角半徑r-2.6mm。
b、清洗除銹用10%HCL涮洗除銹。
c、絕緣對曲拐及不施鍍處用絕緣塑料膠帶包扎絕緣。
d、組裝掛具將一組曲軸(約4根)豎直掛裝。
e、清洗除油膜用洗滌劑或電石渣，再次清洗表面。
f、局部表面處理用強濃酸，涂刷拐角處，最好是濃HCL，其次是H3PO4和HF，將局部帶有上述殘留濃酸的曲軸，不經(jīng)水沖洗立即放入電鍍槽內(nèi)施鍍。該強電介質(zhì)酸不包括硫酸。
二、電鍍工序a、鍍液配制FeCl3300克/升，HCl32% 20-22克/升，NaCl0.1克/升，MnCl2.4H2O2.5克/升，H3BO44克/升，KCL1克/升，KI1克/升。
b、電極配比電極間距為300mm，陽極面積為陰極面積0.8-1.5倍。
c、施鍍電化學活化過程5-10分鐘，采用交流對稱活化法，電流230-250A，電壓2－3V。
交流起鍍過程10－20分鐘，采用不對稱交流電，電流230-250A，電壓2.5V。
交流過渡鍍20分鐘，直流電流280A。
初轉(zhuǎn)直流鍍直流電流400-540A，溫度一般在40℃-50℃，比重控制在1.20-1.28。
三、測試加工出槽后測試軸頸磨損處一次鍍增加3.2mm，圓角半徑2mm，經(jīng)加工、磨圓，合格包裝。
本發(fā)明與原工藝測試數(shù)據(jù)見附表1。
本發(fā)明將部分酸液帶入鍍液中，由于量很少，不致影響鍍液pH，在施鍍一段時間后，進入鍍液中的HCL有助于鍍液的穩(wěn)定。
權利要求
1.一種無刻蝕鍍鐵修復機器零件的工藝方法，包括準備、電鍍、加工工序，其中準備工序中依次按照測選、清洗除銹、絕緣、組裝掛具、清洗油膜步驟處理，其特征在于下槽前，對零件的圓角或兩面相交處的局部表面涂刷除硫酸之外的強酸，將這些局部表面帶有濃酸的零件直接放入電鍍液中迅速進行活化、施鍍。
2.根據(jù)權利要求1所述工藝方法其特征在于所涉及的強酸主要是HCL，其次可用H3PO4、或HF。
3.根據(jù)權利要求1所述工藝方法，無刻蝕鍍鐵液的組成為FeCL3300克/升，HCL32%、20-22克/升，NaCL0.1克/升，表面活性劑0.1克/升，MnCl·4H2O2.5克/升，H3BO44克/升，KCL1克/升，KI1克/升。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用無刻蝕電鍍鐵修復機器零件的工藝方法，特別是用于形狀復雜的零件的磨損或腐蝕表面的修復。其特征是在準備工序中，對零件的圓角或其它具有平面相交的局部增加了表面化學活化處理。使該局部存在導電性離子，加快鐵離子遷移速度，保證了局部與零件其它部位鐵離子的沉積速度的均勻一致，從而提高了新產(chǎn)品修復合格率。
文檔編號C25D5/02GK1107190SQ9410640
公開日1995年8月23日 申請日期1994年6月17日 優(yōu)先權日1994年6月17日
發(fā)明者考進忠, 孫玉敏 申請人:考進忠, 孫玉敏