一種用于4Cr13不銹鋼的化學鍍鎳方法
【專利摘要】本發明提供了一種用于4Cr13不銹鋼的化學鍍鎳方法。4Cr13不銹鋼為難鍍材料，使用現有化學鍍鎳技術無法獲得合格鍍層，化學鍍鎳后進行結合力檢測時起皮和脫落。本發明通過采用預處理—三酸腐蝕—去掛灰—預鍍鎳—化學鍍鎳的鍍鎳工藝，并選擇合適的溶液配方以及工藝參數，增加了鍍層結合力，獲得了合格鍍層。該方法前處理工藝穩定，不僅適用于4Cr13不銹鋼材料的化學鍍鎳處理，還適用于4Cr13不銹鋼材料的其它電鍍和化學鍍的前處理。
【專利說明】-種用于4Cr13不銹鋼的化學鍍鎳方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于化學鍍鎳技術，特別是一種不銹鋼化學鍍鎳方法。
【背景技術】
[0002] 通過電解或化學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 分電鍍鎳和化學鍍鎳。化學鍍又稱為無電解鍍（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，并且沉淀到固態基體表面上的過程。ASTM B374(ASTM，美國材料與試驗協會）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，使用現有化學鍍鎳技術無法獲得合格鍍層，化學鍍鎳后 進行結合力檢測時起皮和脫落（如圖1所示）。在零件電鍍和化學鍍等領域，鍍層結合力的 符合性尤為重要。
【發明內容】
[0004] 針對已有技術的問題，本發明的目的在于提供一種用于4Crl3不銹鋼的化學鍍鎳 方法，所述方法通過合理的工藝流程、溶液配方及工藝參數，可獲得結合力合格的鍍層，不 起皮和脫落，可應用到大批零件的電鍍、化學鍍工藝中。
[0005] 為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：
[0006] 一種4Crl3不銹鋼的化學鍍鎳方法，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 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)預鍍鎳：將步驟⑵得到的零件轉入預鍍鎳槽中，在室溫下進行預鍍鎳處理；
[0010] (4)化學鍍鎳：將完成預鍍鎳后的零件轉入配置好的化學鍍鎳溶液中，進行化學 鍍鎳處理至所需厚度。
[0011] 在本發明中，4Cr 13不銹鋼的化學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物有效去除，預鍍鎳工藝為化學鍍鎳提供結 合力良好的過渡層，該不銹鋼化學鍍鎳方法得到的鍍層結合力好；該方法提供的不銹鋼前 處理工藝穩定，處理過程易于控制，鍍層合格率高，應用于所有狀態的4Crl3不銹鋼零件的 化學鍍鎳處理。
[0012] 在本發明中，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物， 采用含有強氧化劑的溶液去除掛灰，使其裸露出未氧化的基體表面；預鍍鎳，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，用于作為化學鍍鎳的底層，預鍍鎳 層與不銹鋼表面結合牢固，為后續化學鍍鎳工藝提供結合力好的金屬過渡層。
[0013] 在本發明中，步驟（1)所述4Crl3不銹鋼材料加工的零件經過如下預處理：
[0014] 將4Crl3不銹鋼材料加工的零件進行化學除油處理，清理掉表面的油污。
[0015] 在本發明中，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] 在本發明中，預鍍鎳采用的預鍍液組成為：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] 在本發明中，預鍍鎳的電流密度為（5_10)A/dm2,該電流密度較常規電鍍鎳的電流 效率較高，在確保鍍層生產速度的同時不至于出現鍍層金屬夾雜過多，例如6A/dm2、7A/dm2、 8A/dm2 或 9A/dm2,時間為 10 ?20min。
[0022] 與已有技術相比，本發明具有如下有益效果：
[0023] (1)通過半定量的結合力測試方法-方格法對鍍層結合力進行測試，鍍層脫落面 積比例大大縮小，由5%降到0. 1%左右，結合力大幅提高，可應用于OKlmm的不銹鋼銷軸 電鍍，并確保彎折不會出現鍍層脫落現象。
[0024] (2)本發明三酸腐蝕在保證不腐蝕不銹鋼基體的基礎上，徹底的溶解表面氧化皮 和鈍化膜，且腐蝕終點具有易于觀察控制的優點，經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)為了達到良好的預鍍效果，三酸腐蝕工序與去掛灰工序后立即進行表面預鍍 鎳處理，高硫酸鎳含量的預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 層與基體的結合力起到重要作用。
[0026] (4)該方法前處理工藝穩定，不僅適用于4Crl3不銹鋼材料的化學鍍鎳處理，還適 用于4Crl3不銹鋼材料的其它電鍍、化學鍍的前處理。
【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。
【具體實施方式】
[0029] 下面通過【具體實施方式】來進一步說明本發明的技術方案。
[0030] 一種用于4Crl3不銹鋼的化學鍍鎳方法，其工藝流程、溶液配方及工藝參數如下：
[0031] 工藝流程結構包含，預處理一三酸腐蝕一去掛灰一預鍍鎳一化學鍍鎳
[0032] 三酸腐蝕溶液成分及相關的工藝參數
【權利要求】
1. 一種用于4Crl3不銹鋼的化學鍍鎳方法，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) 預鍍鎳：將步驟（2)得到的零件轉入預鍍鎳槽中，在室溫下進行預鍍鎳處理； (4) 化學鍍鎳：將完成預鍍鎳后的零件轉入配置好的化學鍍鎳溶液中，進行化學鍍鎳 處理至所需厚度。
2. 如權利要求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 經過如下預處理： 將4Crl3不銹鋼材料加工的零件進行化學除油處理，清理掉表面的油污。
3. 如權利要求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. 如權利要求1-4之一所述的方法，其特征在于，預鍍鎳采用的預鍍液組成為：硫酸鎳 (240-260) g/L，硫酸鎂（30-50) g/L，鹽酸（20-40) ml/L。
6. 如權利要求1-5之一所述的方法，其特征在于，預鍍鎳的電流密度為（5-10)A/dm2， 時間為10?20min。
【文檔編號】C23C18/18GK104451616SQ201410721016
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月2日 優先權日:2014年12月2日
【發明者】陳祝橋, 徐濤濤, 王道軍, 徐超 申請人:天津航空機電有限公司