一種鎢合金的電鍍或化學鍍的前處理方法及其用圖
【技術領域】
[0001]本發明屬于鎢合金電鍍和化學鍍技術，涉及一種鎢合金的電鍍或化學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】
[0002]鎢合金具有強度高、抗高溫以及穩定性好等優點，在航空航天等尖端科學領域以及其他工業領域中鎢合金有著極其重要的應用。在使用中，為了提高鎢合金的耐磨性能及其他性能，常對鎢合金進行電鍍或化學鍍的處理。通過電解或化學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，嚴重影響電鍍層的結合力，現有技術中在鎢合金電鍍或化學鍍前進行的除油及去氧化層的預處理，在這兩個過程中均存在過腐蝕的問題，導致鎢合金基體受損，嚴重降低了其結合性能及其他性能。
[0003]CN 104831257A公開了一種鎢粉表面鍍銅的方法，其在鍍銅前進行五步表面預處理，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lOmin，使由與堿充分發生皂化反應，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。該方法中所述的預處理方法對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，而且，在粗化和敏化過程中去除氧化膜的過程中也會導致過腐蝕的問題。
[0004]W1鎢合金為難鍍材料，使用現有電解鍍鉻技術無法獲得合格鍍層，鍍鉻后零件存在起皮和脫落(如圖1所示)，在零件電鍍和化學鍍等領域，鍍層結合力的符合性尤為重要，在對鎢合金進行電鍍或化學鍍之前進行的前處理過程去除油以及氧化皮的操作對鍍層結合力的提高非常重要，因此，開發一種既不會對鎢合金基體造成過腐蝕、終點易控，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。
【發明內容】
[0005]針對已有技術的問題，本發明的目的在于提供一種鎢合金的電鍍或化學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，既不會對鎢合金基體造成過腐蝕、終點易控，又能均勻去除鎢合金表面的氧化膜和鈍化膜，為后續電鍍或化學鍍均勻鍍層提供了良好的基礎，經電鍍或化學鍍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或化學鍍中。
[0006]為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案:
[0007]第一方面，本發明提供了一種鎢合金的電鍍或化學鍍的前處理方法，包括以下步驟:
[0008]將鎢合金零件依次進行化學除油、強腐蝕處理和預鍍鎳，其中強腐蝕處理為將化學除油后的零件浸入強腐蝕溶液中，所述強腐蝕溶液以體積百分含量計包括；鹽酸95-98vol%，氯化錫 1.5-2.5vol%，甲酸 1.5-2.5vol%0
[0009]優選地，強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，優選為 96vol %。
[0010]優選地，強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]優選地，強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]本發明所述強腐蝕溶液中，鹽酸、氯化錫和甲酸的體積和為100%。
[0013]優選地，所述強腐蝕溶液以體積百分含量計包括:鹽酸96vol %，氯化錫2vol %，甲酸2vol%。
[0014]本發明所述強腐蝕溶液中，鹽酸的密度為1.19g/cm3。
[0015]本發明所述強腐蝕處理在室溫下進行，在強腐蝕過程中要注意觀察零件表面的顏色變化，從而控制強腐蝕處理的終點，至化學除油后得到的灰色鎢合金零件表面露出金屬光澤為止。
[0016]本發明采用強腐蝕溶液進行強腐蝕處理，用于凈化鎢合金表面的金屬氧化產物，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]本發明所述室溫為20-35 °C。
[0018]優選地，本發明所述化學除油為將鎢合金零件浸入化學除油溶液中，所述化學除油溶液以水為溶劑，所述化學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]優選地，化學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]優選地，化學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]優選地，化學除油溶液中，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]優選地，化學除油溶液中，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]優選地，化學除油的溫度為60-80 °C，例如可為60 °C、63 °C、65 °C、68 °C、70 °C、75 °C或80°C等。
[0024]優選地，化學除油的時間為3-10min，例如可為3min、5min、6min、8min、9min或lOmin 等。
[0025]在本發明中，化學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物及自然鈍化膜，調整零件表面狀態便于去除表面氧化物及鈍化膜，經化學除油后鎢合金零件的表面呈灰色。
[0026]優選地，所述方法還包括在化學除油之后強腐蝕之前，對化學除油得到的表面呈灰色的零件用清水清洗。
[0027]優選地，預鍍鎳為將經強腐蝕后的零件轉入含有預鍍液的預鍍鎳槽中進行預鍍鎳實現，所述預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]優選地，預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]優選地，預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]優選地，預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]優選地，預鍍鎳的電流密度為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。
[0032]優選地，預鍍鎳的時間為l-10min，例如可為lmin、2min、4min、6min、8min、9min或lOmin 等。
[0033]本發明所述預鍍鎳在室溫下進行，通過采用合適組分的預鍍鎳液并進行預鍍鎳處理，使得經強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合力良好的過渡層。
[0034]本發明所述鎢合金零件為鎢合金加工而成的零件，本發明所述鎢合金的種類并無具體限制，本領域人員可根據需要進行選擇，示例性地可以舉出鎢鎳鐵，鎢鎳銅和銀鎢合金等，對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，優選為W1鎢電極。
[0035]作為本發明所述前處理方法的優選技術方案，一種鎢合金的電鍍或化學鍍的前處理方法，包括以下步驟:
[0036](1)化學除油:將鎢合金零件浸入化學除油溶液中3-10min，在60-80°C下進行化學除油，所述化學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)強腐蝕處理:將化學除油后的零件浸入強腐蝕溶液中，所述強腐蝕溶液以體積百分含量計包括:鹽酸96vol %，氯化錫2vol %，甲酸2vol %，強腐蝕處理至化學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)預鍍鎳:將經強腐蝕后的零件轉入含有預鍍液的預鍍鎳槽中，在5-10A/dm2的電流密度下進行預鍍鎳l-10min，所述預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]本發明所述前處理工藝穩定，處理過程易于控制，鍍層合格率高，可應用于所有狀態的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，還適用于對鎢合金材料電鍍和化學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，本領域人員可根據需要進行選擇。
[0040]第二方面，本發明提供了一種鎢合金鍍鉻方法，其采用本發明所述前處理方法進行前處理，之后將進行完前處理的零件轉入電解鉻溶液中進行電解鍍鉻。
[0041]優選地，鍍絡后得到厚度為8-12 μπι的絡鍍層，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，本領域人員可以根據實際需要調整氰化鍍銅的工藝參數來調節得到的銅鍍層的厚度。
[0042]本發明通過采用合理的工藝流程、溶液配方及工藝參數，經化學除油、強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，為后續的鍍金屬層提供了好的基礎，有利于提高結合力，經合適的預鍍溶液及工藝參數，在鎢合金表面形成一層致密的鎳層，用于作為鍍鉻的底層，預鍍鎳層與W1鎢電極表面結合牢固，抗氧化性能好，為后續鍍鉻工