專利名稱：齒輪內孔表面電鍍的工藝方法及其專用裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及齒輪內孔表面電鍍的工藝方法及其專用裝置，屬電鍍化學技術領域。
本發明的目的是通過以下措施來實現的。
本發明的齒輪內孔表面電鍍工藝方法，其工藝流程包括以下各工序齒輪安裝于專用夾具上—金屬清洗劑除油—水洗—電解除油—水洗—30％鹽酸溶液浸蝕—水洗—電鍍—水洗—去離子水清洗—烘干—高溫除氫。本發明的各工序中，除電鍍工序與常規傳統的有些不同外，其它工序均與傳統的處理方法相同。本發明的特征在于，電鍍工序采用雙極性電鍍方法；安裝齒輪的夾具不僅僅是夾緊齒輪的夾具，更重要的是使電鍍化學鍍層沉積得以進行的專用裝置，電鍍工序中雙極性電鍍錫青銅鍍液的成分為氰化亞銅11-13克/升，錫酸鈉21-24克/升，氰化鈉45-50克/升，氫氧化鈉22-26克/升；使齒輪內孔表面鍍上耐磨、耐侵蝕、潤滑性好的錫青銅鍍層。
將多個待處理的齒輪通過齒輪內孔成串地穿套在專用夾具裝置中作為陽極的不銹鋼中心軸上，然后將該裝置通過其頂部的銅質吊鉤懸掛在電鍍液槽內上面中間水平縱向設置的陽極桿上，電鍍槽上面左右二側水平縱向設置有陰極桿，在陰極桿上垂直地掛有陰極板，通過硅整流器和導線將直流電傳輸至水平設置的陽極桿和陰極桿上，浸在電鍍槽中的專用夾具中的成串齒輪在電場作用下僅僅在齒輪內孔表面局部進行電鍍鍍層；電鍍操作的工藝條件是溫度55-60℃，電流密度2-3安/分米2，電鍍流速150-250升/分。
電鍍過程憑借專用夾具裝置，使齒輪內孔表面的鍍層能連續地在循環流動的電鍍液中進行沉積。
在專用夾具裝置中，由于其中心軸陽極棒表面與套入陽極棒的齒輪的內孔表面之間特留有一定的空隙，并由此形成可流入電鍍液的垂直通道，電鍍槽中的電鍍液通過液泵將電鍍液送至設置于專用裝置底部的進液管，再向上流經其上面的空隙垂直通道，而從該裝置頂部的出液小孔溢流流回電鍍槽中，形成一個電鍍液的封閉循環回流系統。在特設的電場作用下，電鍍液唯有在齒輪內孔表面進行局部電鍍。
該種在使用特殊專用裝置下的電鍍操作，其原理是當電鍍槽中的陽、陰極通入直流電后，專用裝置中的中心軸陽極棒與槽中的陰極板之間就有電場及連續的電力線分布，使靠近陽極棒一側，也就是齒輪內孔一側感應負電荷，而靠近陰極板一側，也就是齒輪面一側感應正電荷。由于齒輪內孔一側有負電荷存在，就會發生陰極還原反應，而使電鍍液中的金屬正離子發生沉積反應被電鍍到齒輪內孔表面上。齒輪面一側有正電荷存在，會發生氧化反應，主要是氧氣的析出反應，其齒輪面不會發生變化。通過該方法就可實現僅僅在齒輪內孔沉積錫青銅鍍層的電鍍工藝。
本發明齒輪齒輪內孔表面電鍍工藝方法中所用的專用夾具裝置的結構為該專用夾具裝置主要包括有一不銹鋼陽極棒、三根支撐棒、上層蓋板、下層蓋板、進液管、陽極銅質吊鉤等，其特征在于，上層蓋板中心圓孔周圍設有一圈環狀布置的出液小圓孔；下層蓋板由開有中心圓孔的第一下蓋板、第二下蓋板和安置在第二下蓋板方形缺口槽內的不銹鋼加強板組成，此三塊板通過該裝置內側的四個螺釘緊固連接，而第一下蓋板和第二下蓋板則通過該裝置外側的四個螺釘緊固連接，不銹鋼加強板中心圓孔周圍開設有三個扇形進液孔，電鍍液可通過此孔進入上面的垂直空隙通道；在下層蓋板下面還設有一進液管，該進液管上部擴大部分管段嵌裝在第二層蓋板的底部，進液管與上部擴大部分管段之間通過螺紋套筒旋接，進液管的管口通過膠管與電鍍液泵相連；可穿套多個齒輪的垂直縱軸不銹鋼陽極棒設置在上層蓋板和下層蓋板之間，且穿過上層蓋板和下層蓋板的中心圓孔，其尾部收縮部分插入不銹鋼加強板的小圓孔內，并通過螺帽與不銹鋼加強板緊固連接，在垂直不銹鋼陽極棒周圍設有三根穿越上層蓋板和下層蓋板的支撐棒，三根支撐棒呈等邊三角形布置，支撐棒為不銹鋼制造，其上部設有螺紋，可通過螺帽將被加工的齒輪夾緊固定；操作時三根支撐棒還需套有絕緣塑料套管，以屏蔽電場或電力線的作用，在垂直不銹鋼陽極棒上部還連接有便于懸掛的陽極銅質吊鉤；上層蓋板、第一下蓋板、第二下蓋板為方形，且都是由絕緣塑料PP或PVC制成。
本發明方法的優點為1.省去了過去傳統鍍層工藝中對局部處理的零部件進行屏蔽操作的工序，因此可簡化工藝步驟。同時由于不需要屏蔽處理，也就無需退除屏蔽層，不但節約了材料而且防止了環境污染。
2.由于在電鍍工藝中采用特殊設計的專用夾具裝置，使電鍍液在該裝置內進行連續循環流動，因此可保持齒輪孔內的電鍍液成分濃度不變，由此，最終獲得成分含量穩定、厚度均勻的錫青銅鍍層。
3.本發明方法中的電鍍工藝可在傳統原有的電鍍槽中進行，不需要改造，可節約設備投資費用。
4.本發明的電鍍方法及其專用裝置，由于采用雙極性電鍍及專門設計的專用夾具裝置，可以一次性直接獲得局部鍍層的零部件，而且生產效率高、產量高、質量好。
圖2為本發明特殊設計的專用夾具裝置正視圖。
圖3為本發明專用夾具裝置的上層蓋板俯視圖。
圖4為本發明專用夾具裝置的下層蓋板俯視圖。
圖5為本發明專用夾具裝置的不銹鋼加強板俯視圖。
參見
圖1的電鍍槽結構示意圖。多個待處理的齒輪通過齒輪內孔成串地穿套在專用夾具裝置G中作為陽極的不銹鋼中心軸上，然后將該專用夾具裝置G通過其端部銅質吊鉤懸掛在電鍍槽A內上面中間水平縱向設置的陽極桿B上，電鍍槽A上面左右二側水平縱向設置有陰極桿C，在陰極桿C上垂直掛有陰極板F，左右各一塊，共兩塊陰極板，故稱雙極性。通過硅整流器E和導線D將直流電傳送至水平設置的陽極桿B和陰極桿C上。浸在電鍍槽A中的專用夾具裝置G中的成串齒輪，在電場作用下，僅僅在齒輪內孔表面局部地進行電鍍鍍層。電鍍操作的工藝條件是溫度55-60℃，電流密度2-3安/分米2，電鍍流速150-250升/分。
電鍍過程憑借專門設計的專用夾具裝置，使齒輪內孔表面的鍍層能連續地在循環流動的電鍍液中進行沉積。
在專用夾具裝置中，由于其中心軸陽極棒表面與套入陽極棒的齒輪的內孔表面之間留有一定的空隙，并由此形成可流入電鍍液的垂直通道，電鍍槽A中的電鍍液通過液泵(圖中未示出)，將電鍍液送至設置于專用裝置底部的進液管5，電鍍液向上經進液管5上面的空隙垂直通道，而從該裝置頂部的出液小孔溢流流回電鍍槽中，形成一個電鍍液的封閉循環系統。在特設的電場作用下，電鍍液唯有在齒輪內孔表面進行局部電鍍。
關于本發明中特殊設計的專用夾具裝置，它不僅僅是夾緊齒輪的夾具，更重要的是使電鍍化學鍍層沉積得以進行的專用裝置，專用夾具裝置的結構為參見圖1、圖2、圖3、圖4和圖5，該裝置(即圖1中的G)主要包括有一個不銹鋼陽極棒1、三根支撐棒2、上層蓋板3、下層蓋板4、進液管5、陽極銅質吊鉤6等，其特征在于，上層蓋板3中心圓孔周圍設有一圈環狀布置的出液小圓孔9；下層蓋板4由開有中心圓孔的第一下蓋板4a、第二下蓋板4b和安置在第二下蓋板4b方形缺口槽內的不銹鋼加強板4c組成，以加強承擔上面多個成串齒輪的重量，此三塊板通過該裝置內側的四個螺釘7緊固連接，而第一下蓋板4a和第二下蓋板4b則通過該裝置外側的四個螺釘8緊固連接，不銹鋼加強板4c中心圓孔10周圍開設有三個扇形進液孔12，電鍍液可通過此孔進入上面的垂直空隙通道；在下層蓋板下面還設有一進液管5，該進液管5上部擴大部分管段13嵌裝在第二下蓋板4b的底部，進液管5與上部擴大部分管段13之間通過螺紋套筒14旋接，進液管5的管口通過膠管與電鍍液泵相連；可穿套多個齒輪的垂直縱軸不銹鋼陽極棒1設置在上層蓋板3和下層蓋板4之間，且穿過上層蓋板3和下層蓋板4的中心圓孔，其尾部收縮部分插入不銹鋼加強板4c的小圓孔10內，并通過螺帽與不銹鋼加強板4c緊固連接，在垂直不銹鋼陽極棒1周圍設有三根穿越上層蓋板3和下層蓋板4的支撐棒2，三根支撐棒2呈等邊三角形布置，支撐棒2為不銹鋼制造，其上部沒有螺紋，可通過螺帽將被加工的齒輪夾緊固定；操作時三根支撐棒2還需套有絕緣塑料套管，以屏蔽電場或電力線的作用，在垂直不銹鋼陽極棒1上部還連接有便于懸掛的陽極銅質吊鉤6；上層蓋板3、第一下蓋板4a、第二下蓋板4b為方形，且都是由絕緣塑料PP或PVC制成。
所述的專用夾具裝置底部的進液管5也可設置在該裝置側面，其管口向上。
本發明電鍍方法及專用夾具裝置除了用于電鍍齒輪內孔外，還適用于電鍍有孔的其它零部件，同時除了電鍍錫青銅以外，也可以電鍍其它的鍍層，如鎳、銅、錫或其它合金鍍層，具有廣泛適用性。
權利要求
1.一種齒輪內孔表面電鍍的工藝方法，其工藝流程包括以下各工序齒輪安裝于專用夾具上—金屬清洗劑除油—水洗—電解除油—水洗—30％鹽酸溶液浸蝕—水洗—電鍍—水洗—去離子水清洗—烘干—高溫除氫；其特征在于，電鍍工序采用雙極性電鍍方法；安裝齒輪的夾具不僅僅是夾緊齒輪的夾具，更重要的是使電鍍化學鍍層沉積得以進行的專用裝置，電鍍工序中雙極性電鍍錫青銅鍍液的成分為氰化亞銅11-13克/升，錫酸鈉21-24克/升，氰化鈉45-50克/升，氫氧化鈉22-26克/升；將多個齒輪穿套在專用裝置中心軸陽極棒上，然后將該裝置通過銅質吊鉤懸掛在電鍍液槽內上面中間水平縱向設置的陰極桿上；電鍍槽上面左右二側水平縱向設置有陰極桿，在陰極桿上垂直地掛有陰極板，通過硅整流器和導線將直流電傳輸至水平設置的陽極桿和陰極桿上，浸在電鍍槽中的專用夾具中的成串齒輪在在電場作用下僅僅在齒輪內部表面局部進行電鍍鍍層；電鍍操作的工藝條件是溫度55-60℃，電流密度2-3安/分米2，電鍍流速150-250升/分。
2.一種齒輪內孔表面電鍍工藝方法中所用的專用夾具裝置，主要包括有一不銹鋼陽極棒(1)、三根支撐棒(2)、上層蓋板(3)、下層蓋板(4)、進液管(5)、陽極銅質吊鉤(6)等；其特征在于，上層蓋板(3)中心圓孔周圍設有一圈環狀布置的出液小圓孔(9)；下層蓋板(4)由開有中心圓孔的第一下蓋板(4a)、第二下蓋板(4b)和安置在第二層蓋板(4b)方形缺口槽內的不銹鋼加強板(4c)組成，此三塊板通過該裝置內側的四個螺釘(7)緊固連接，而第一下蓋板(4a)和第二下蓋板(4b)則通過該裝置外側的四個螺釘(8)緊固連接，不銹鋼加強板(4c)中心圓孔(10)周圍開設有三個扇形進液孔(12)，電鍍液可通過此孔進入上面的垂直空隙通道；在下層蓋板下面還設有一進液管(5)，該進液管(5)上部擴大部分管段(13)嵌裝在第二下蓋板(4b)的底部，進液管(5)與上部擴大部分管段(13)之間通過螺紋套筒(14)旋接，進液管(5)的管口通過膠管與電鍍液泵相連；可穿套多個齒輪的垂直縱軸不銹鋼陽極棒(1)設置在上層蓋板(3)和下層蓋板(4)之間，且穿過上層蓋板(3)和下層蓋板(4)的中心圓孔，其尾部收縮部分插入不銹鋼加強板(4c)的小圓孔(10)內，并通過螺帽與不銹鋼加強板(4c)緊固連接；在垂直不銹鋼陽極棒(1)周圍設有三根穿越上層蓋板(3)和下層蓋板(4)圓孔的支撐棒(2)，三根支撐棒(2)呈等邊三角形布置，支撐棒(2)為不銹鋼制造，其上部設有螺紋，可通過螺帽將被加工的齒輪夾緊固定；操作時三根支撐棒(2)還需套有絕緣塑料套管，以屏蔽電場或電力線的作用，在垂直不銹鋼陽極棒(1)上部還連接有便于懸掛的陽極銅質吊鉤(6)；上層蓋板(3)、第一下蓋板(4a)、第二下蓋板(4b)為方形，且都是由絕緣塑料PP或PVC制成。
3.根據權利要求2所述的一種齒輪內孔表面電鍍工藝方法中所用的專用夾具裝置，其特征在于，所述的專用夾具裝置底部的進液管(5)也可設置在該裝置側面，其管口向上。
全文摘要
本發明提供了一種齒輪內孔表面電鍍的工藝方式及其專用夾具裝置，其特征是采用雙極性電鍍方法，以及安裝齒輪的夾具不僅僅是夾緊齒輪的夾具，更重要的是使電鍍化學鍍層沉積得以進行的專用裝置，也就是說能使齒輪內孔鍍層連續地在該電鍍液中進行沉積的專用裝置。雙極性電鍍液的成分為氰化亞銅11－13克/升，錫酸鈉21－24克/升，氰化鈉45－50克/升，氫氧化鈉22－26克/升；將多個齒輪穿套在專用裝置中心軸陽極棒上，懸掛在電鍍液槽中，將直流電輸入到電鍍槽內的陰、陽極上，在電場作用下僅僅在齒輪內孔表面局部進行電鍍鍍層。本發明方法電鍍效率高、產量大，而且鍍層成分含量穩定，鍍層厚度均勻。
文檔編號C25D17/12GK1446946SQ0311508
公開日2003年10月8日 申請日期2003年1月22日 優先權日2003年1月22日
發明者成旦紅, 徐偉一 申請人:上海大學