一種鎢合金的電鍍或化學(xué)鍍的前處理方法及其用圖
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鎢合金電鍍和化學(xué)鍍技術(shù)，涉及一種鎢合金的電鍍或化學(xué)鍍的前處理方法及其用途，具體涉及一種鎢合金的電鍍的前處理方法及一種鎢合金的鍍鉻方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鎢合金具有強(qiáng)度高、抗高溫以及穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，在航空航天等尖端科學(xué)領(lǐng)域以及其他工業(yè)領(lǐng)域中鎢合金有著極其重要的應(yīng)用。在使用中，為了提高鎢合金的耐磨性能及其他性能，常對(duì)鎢合金進(jìn)行電鍍或化學(xué)鍍的處理。通過電解或化學(xué)方法在金屬或某些非金屬上鍍上一層鉻的方法，稱為鍍鉻，通過在鎢合金的表面進(jìn)行鍍硬鉻，可以提高鎢合金的耐磨性能，在電鍍中，鎢合金含鎢量在90%以上，表面鎢層很容易氧化，生成氧化鎢不易去除，嚴(yán)重影響電鍍層的結(jié)合力，現(xiàn)有技術(shù)中在鎢合金電鍍或化學(xué)鍍前進(jìn)行的除油及去氧化層的預(yù)處理，在這兩個(gè)過程中均存在過腐蝕的問題，導(dǎo)致鎢合金基體受損，嚴(yán)重降低了其結(jié)合性能及其他性能。
[0003]CN 104831257A公開了一種鎢粉表面鍍銅的方法，其在鍍銅前進(jìn)行五步表面預(yù)處理，包括:(1)除油:將鎢粉按照液固比為1:30-1:1001/g置于10wt.%氫氧化鈉溶液中煮沸l(wèi)Omin，使由與堿充分發(fā)生皂化反應(yīng)，過濾后用蒸餾水清洗2-3次；(2)粗化:將除油后的鎢粉用30wt.%的硝酸煮沸20-30min，過濾洗滌(3)敏化:將粗化的鎢粉加入SnCl2.2H20和HC1的混合溶液中攪拌，過濾清洗；(4)活化:將敏化后的鎢粉加入PdCljP HC1的混合溶液中40-50°C攪拌，過濾清洗；(5)還原:將經(jīng)活化的鎢粉置于5wt.%的氫氧化鈉溶液中攪拌，以還原附著的Sn2+、Sn4+、Sn032、C1等離子，過濾清洗。該方法中所述的預(yù)處理方法對(duì)鎢粉的除油過程采用氫氧化鈉作為除油溶液，存在著過腐蝕的缺點(diǎn)，而且，在粗化和敏化過程中去除氧化膜的過程中也會(huì)導(dǎo)致過腐蝕的問題。
[0004]W1鎢合金為難鍍材料，使用現(xiàn)有電解鍍鉻技術(shù)無法獲得合格鍍層，鍍鉻后零件存在起皮和脫落(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，在對(duì)鎢合金進(jìn)行電鍍或化學(xué)鍍之前進(jìn)行的前處理過程去除油以及氧化皮的操作對(duì)鍍層結(jié)合力的提高非常重要，因此，開發(fā)一種既不會(huì)對(duì)鎢合金基體造成過腐蝕、終點(diǎn)易控，又能均勻去除鎢合金表面的氧化膜和鈍化膜的前處理方法具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)已有技術(shù)的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種鎢合金的電鍍或化學(xué)鍍的前處理方法及一種鎢合金的鍍鉻方法，所述前處理通過合理的工藝流程、溶液配方及工藝參數(shù)，既不會(huì)對(duì)鎢合金基體造成過腐蝕、終點(diǎn)易控，又能均勻去除鎢合金表面的氧化膜和鈍化膜，為后續(xù)電鍍或化學(xué)鍍均勻鍍層提供了良好的基礎(chǔ)，經(jīng)電鍍或化學(xué)鍍可獲得結(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或化學(xué)鍍中。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案:
[0007]第一方面，本發(fā)明提供了一種鎢合金的電鍍或化學(xué)鍍的前處理方法，包括以下步驟:
[0008]將鎢合金零件依次進(jìn)行化學(xué)除油、強(qiáng)腐蝕處理和預(yù)鍍鎳，其中強(qiáng)腐蝕處理為將化學(xué)除油后的零件浸入強(qiáng)腐蝕溶液中，所述強(qiáng)腐蝕溶液以體積百分含量計(jì)包括；鹽酸95-98vol%，氯化錫 1.5-2.5vol%，甲酸 1.5-2.5vol%0
[0009]優(yōu)選地，強(qiáng)腐蝕溶液中鹽酸所占的體積百分含量為95_97vol %，例如可為95vol %、95.5vol %、96vol %、96.5νο1 % 或 97νο1 % 等，優(yōu)選為 96vol %。
[0010]優(yōu)選地，強(qiáng)腐蝕溶液中氯化錫所占的體積百分含量為1.5-2.5vol%，例如可為1.5νο1 % ν 1.8vol % n2vo1 %、2.2vol %或 2.5vol %等。
[0011]優(yōu)選地，強(qiáng)腐蝕溶液中甲酸所占的體積百分含量為1.5-2.5vol %，例如可為
1.5νο1 % ν 1.8vol % n2vo1 %、2.2vol %或 2.5vol %等。
[0012]本發(fā)明所述強(qiáng)腐蝕溶液中，鹽酸、氯化錫和甲酸的體積和為100%。
[0013]優(yōu)選地，所述強(qiáng)腐蝕溶液以體積百分含量計(jì)包括:鹽酸96vol %，氯化錫2vol %，甲酸2vol%。
[0014]本發(fā)明所述強(qiáng)腐蝕溶液中，鹽酸的密度為1.19g/cm3。
[0015]本發(fā)明所述強(qiáng)腐蝕處理在室溫下進(jìn)行，在強(qiáng)腐蝕過程中要注意觀察零件表面的顏色變化，從而控制強(qiáng)腐蝕處理的終點(diǎn)，至化學(xué)除油后得到的灰色鎢合金零件表面露出金屬光澤為止。
[0016]本發(fā)明采用強(qiáng)腐蝕溶液進(jìn)行強(qiáng)腐蝕處理，用于凈化鎢合金表面的金屬氧化產(chǎn)物，使其裸露出未氧化的基體表面，可以在保證鎢合金基體不被過腐蝕的情況下均勻的去除掉氧化膜和自然鈍化膜。
[0017]本發(fā)明所述室溫為20-35 °C。
[0018]優(yōu)選地，本發(fā)明所述化學(xué)除油為將鎢合金零件浸入化學(xué)除油溶液中，所述化學(xué)除油溶液以水為溶劑，所述化學(xué)除油溶液由以下成分組成:碳酸鈉55-65g/L，氫氧化鈉55-65g/L，磷酸鈉55-65g/L，硅酸鈉3-10g/L，余量為水。
[0019]優(yōu)選地，化學(xué)除油溶液中碳酸鈉的含量為55-65g/L，例如可為55g/L、58g/L、60g/L、62g/L 或 65g/L 等。
[0020]優(yōu)選地，化學(xué)除油溶液中氫氧化鈉的含量為55-65g/L，例如可為55g/L、56g/L、58g/L、60g/L、62g/L 或 65g/L 等。
[0021]優(yōu)選地，化學(xué)除油溶液中，磷酸鈉的含量為55-65g/L，例如可為55g/L、56g/L、57g/L、60g/L、62g/L 或 65g/L 等。
[0022]優(yōu)選地，化學(xué)除油溶液中，硅酸鈉的含量為3-10g/L，例如可為3g/L、5g/L、6g/L、7g/L、8g/L、9g/L 或 10g/L 等。
[0023]優(yōu)選地，化學(xué)除油的溫度為60-80 °C，例如可為60 °C、63 °C、65 °C、68 °C、70 °C、75 °C或80°C等。
[0024]優(yōu)選地，化學(xué)除油的時(shí)間為3-10min，例如可為3min、5min、6min、8min、9min或lOmin 等。
[0025]在本發(fā)明中，化學(xué)除油步驟采用堿加多種堿性鈉鹽溶液，用于除油、活化鎢合金表面、疏松鎢合金零件表面氧化產(chǎn)物及自然鈍化膜，調(diào)整零件表面狀態(tài)便于去除表面氧化物及鈍化膜，經(jīng)化學(xué)除油后鎢合金零件的表面呈灰色。
[0026]優(yōu)選地，所述方法還包括在化學(xué)除油之后強(qiáng)腐蝕之前，對(duì)化學(xué)除油得到的表面呈灰色的零件用清水清洗。
[0027]優(yōu)選地，預(yù)鍍鎳為將經(jīng)強(qiáng)腐蝕后的零件轉(zhuǎn)入含有預(yù)鍍液的預(yù)鍍鎳槽中進(jìn)行預(yù)鍍鎳實(shí)現(xiàn)，所述預(yù)鍍液由以下成分組成:硫酸鎳240-260g/L，硫酸鎂30-50g/L，鹽酸20_40ml/L，余量為水。
[0028]優(yōu)選地，預(yù)鍍液中硫酸鎳的含量為240-260g/L，例如可為240g/L、242g/L、245g/L、250g/L、255g/L、258g/L 或 260g/L 等。
[0029]優(yōu)選地，預(yù)鍍液中硫酸鎂的含量為30-50g/L，例如可為30g/L、32g/L、34g/L、36g/L、38g/L、40g/L、45g/L、48g/L 或 50g/L 等。
[0030]優(yōu)選地，預(yù)鍍液中鹽酸的密度為1.17g/cm3，其含量為20_40ml/L，例如可為20ml/L、23ml/L、25ml/L、30ml/L、33ml/L、35ml/L、37ml/L、39ml/L 或 40ml/L 等。
[0031]優(yōu)選地，預(yù)鍍鎳的電流密度為5-10A/dm2，例如可為6A/dm2、7A/dm2、8A/dm2或9A/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。
[0032]優(yōu)選地，預(yù)鍍鎳的時(shí)間為l-10min，例如可為lmin、2min、4min、6min、8min、9min或lOmin 等。
[0033]本發(fā)明所述預(yù)鍍鎳在室溫下進(jìn)行，通過采用合適組分的預(yù)鍍鎳液并進(jìn)行預(yù)鍍鎳處理，使得經(jīng)強(qiáng)腐蝕的鎢合金表面形成一層致密的鎳層，為鍍其他金屬提供結(jié)合力良好的過渡層。
[0034]本發(fā)明所述鎢合金零件為鎢合金加工而成的零件，本發(fā)明所述鎢合金的種類并無具體限制，本領(lǐng)域人員可根據(jù)需要進(jìn)行選擇，示例性地可以舉出鎢鎳鐵，鎢鎳銅和銀鎢合金等，對(duì)鎢合金的形式也無具體限制，可以是鎢合金板、鎢合金棒以及其他用鎢合金加工成的零件，優(yōu)選為W1鎢電極。
[0035]作為本發(fā)明所述前處理方法的優(yōu)選技術(shù)方案，一種鎢合金的電鍍或化學(xué)鍍的前處理方法，包括以下步驟:
[0036](1)化學(xué)除油:將鎢合金零件浸入化學(xué)除油溶液中3-10min，在60-80°C下進(jìn)行化學(xué)除油，所述化學(xué)除油溶液由以下成分組成:碳酸鈉55-65g/L，氫氧化鈉55-65g/L，磷酸鈉55-65g/L，硅酸鈉 3-10g/L ；
[0037](2)強(qiáng)腐蝕處理:將化學(xué)除油后的零件浸入強(qiáng)腐蝕溶液中，所述強(qiáng)腐蝕溶液以體積百分含量計(jì)包括:鹽酸96vol %，氯化錫2vol %，甲酸2vol %，強(qiáng)腐蝕處理至化學(xué)除油后得到的灰色鎢合金零件表面露出金屬光澤為止；
[0038](3)預(yù)鍍鎳:將經(jīng)強(qiáng)腐蝕后的零件轉(zhuǎn)入含有預(yù)鍍液的預(yù)鍍鎳槽中，在5-10A/dm2的電流密度下進(jìn)行預(yù)鍍鎳l-10min，所述預(yù)鍍液中各組分的含量為:硫酸鎳240-260g/L，硫酸鎂30-50g/L，鹽酸20-40ml/L，余量為水。
[0039]本發(fā)明所述前處理工藝穩(wěn)定，處理過程易于控制，鍍層合格率高，可應(yīng)用于所有狀態(tài)的W1鎢零件的鍍鉻的前處理，不僅適用于鎢合金材料的電解鍍鉻的前處理，還適用于對(duì)鎢合金材料電鍍和化學(xué)鍍其他金屬的前處理，例如可以是鍍銀、銅和錫等，還可以是其他金屬，本領(lǐng)域人員可根據(jù)需要進(jìn)行選擇。
[0040]第二方面，本發(fā)明提供了一種鎢合金鍍鉻方法，其采用本發(fā)明所述前處理方法進(jìn)行前處理，之后將進(jìn)行完前處理的零件轉(zhuǎn)入電解鉻溶液中進(jìn)行電解鍍鉻。
[0041]優(yōu)選地，鍍絡(luò)后得到厚度為8-12 μπι的絡(luò)鍍層，厚度例如可為8 μηι、9 μπκΙΟ μπι或11 ym等。銅鍍層的厚度并不限于此范圍，本領(lǐng)域人員可以根據(jù)實(shí)際需要調(diào)整氰化鍍銅的工藝參數(shù)來調(diào)節(jié)得到的銅鍍層的厚度。
[0042]本發(fā)明通過采用合理的工藝流程、溶液配方及工藝參數(shù)，經(jīng)化學(xué)除油、強(qiáng)腐蝕在保證不腐蝕基體的條件下除掉了鎢合金表面的油并均勻地去除掉氧化膜和自然鈍化膜，得到良好的基體表面，為后續(xù)的鍍金屬層提供了好的基礎(chǔ)，有利于提高結(jié)合力，經(jīng)合適的預(yù)鍍?nèi)芤杭肮に噮?shù)，在鎢合金表面形成一層致密的鎳層，用于作為鍍鉻的底層，預(yù)鍍鎳層與W1鎢電極表面結(jié)合牢固，抗氧化性能好，為后續(xù)鍍鉻工