專利名稱：軸瓦四元合金電鍍工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種軸瓦電鍍工藝，特別是涉及一種在軸瓦內表面電鍍四元合金的工藝。
背景技術：
軸瓦是內燃機滑動軸承中的一個重要零件，軸瓦的表面處理是軸瓦加工過程中的一個重要環節。目前，汽車發動機正向著高速、重載、增壓強化的方向發展，為了適應發動機這些高性能的需求，軸瓦生產商除了越來越多的采用高強度、高性能的材料(即銅鉛合金軸瓦材料和低錫合金軸瓦材料)以外，為了充分發揮這類材料的自身性能和提高這類材料的表面性能，還必須在軸瓦內圓表面電鍍一層比較軟的鍍層，即軸瓦的功能性鍍層。目前，軸瓦的功能性鍍層大多采用的是"鉛一錫一銅"三元合金鍍層。但是，隨著發動機性能要求越來越高，特別是飛機發動機和高性能的轎車、重載汽車發動機軸瓦，"鉛一錫一銅"三元合金鍍層已不能適應其更高的性能要求，這就要求我們尋求更好的軸瓦功能性鍍層。
發明內容
本發明所需解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種能提高軸瓦的承載
能力和使用壽命的軸瓦四元合金電鍍工藝。 本發明通過下述技術方案予以實現 —種軸瓦四元合金電鍍工藝，包括以下步驟 1)超聲波除油 采用除油劑和超聲波清洗機，將軸瓦表面的油污、鐵屑等污染物清洗干凈，清洗時間為10 15分鐘，除油劑的溫度為50 60°C ;
2)化學除油 采用FD-211C除油粉進行化學除油，濃度為30 50g/L，時間為3 5分鐘，溫度為50 70°C ;
3)兩級清洗 采用市內逆流漂洗，每班更換一次清水；
4)電化學除油 采用銅鉛粉末材料FD 318電解除油粉除油，濃度為50 70g/L，溫度為40 6(TC，先陰極電解除油60 90秒，后陽極電解除油30 60秒，電流密度為3 7A/dm2 ;
5)兩級清洗 采用市內逆流漂洗，每班更換一次清水；
6)電解酸洗用HBF4進行電解酸洗，其濃度為70 85g/L，電流密度為3 5A/dm2，時間為30
60秒; 7)兩級清洗120g/L，雙氧水為25 35g/L，
lg/L ;
:的硫酸鎳、氯 采用市內逆流漂洗，每班更換一次清水；
8)酸洗 用硫酸、雙氧水溶液進行酸洗，硫酸的濃度為90溫度為室溫，時間為15 30秒；
9)兩級清洗 采用市內逆流漂洗，每班更換一次清水；
10)電鍍鎳柵層
①備料 硫酸鎳濃度為360 400g/L 氯化鎳濃度為45 60g/L
硼酸濃度為30 40g/L 十二烷基硫酸鈉濃度為0. 05 ②電鍍鎳液的配制及電鍍 a先給鍍槽加入三分之一的去離子水或蒸鎦水，然后依次加入計算j化鎳，加入后攪拌均勻，使其完全溶解； b計算量的硼酸在另一容器內用溫熱水完全溶解，然后再加入鍍槽中；
c計算量的十二烷基硫酸鈉用兩倍的水溶解，煮沸15 30分鐘，方可以添加；
d補加去離子水或蒸鎦水至液位，用氫氧化鈉或5%硫酸溶液調PH至3. 0 4. 0，同時打開過濾機過濾、攪拌； e取樣分析，依結果將鍍液成份調整至最佳范圍內，并掛鋼板小電流電解兩小時；溫度為45 55°C，電流密度為1. 5 2. 5A/dm2，時間為5 8分鐘，陽極為鎳板，鎳棚層厚度為3 5微米；
11)回收 回收液主要用去離子水，浸泡回收時間為5 10秒；
12)兩級清洗 采用市內逆流漂洗，每班更換一次清水；
13)活化 用濃度為10 15g/L的HBF4進行活化處理，去除產品表面氧化膜，溫度為室溫，
時間為15 30秒； 14)電鍍鉛錫銅合金
① 備料
氟硼酸鉛(Pb2+)濃度為90 120g/L氟硼酸亞錫(Sn2+)濃度為8 16g/L氟硼酸銅(Cu2+)濃度為2 5g/L 氟硼酸濃度為60 80g/L硼酸濃度為25 30g/L 明膠濃度為1 3g/L對苯二酚濃度為0. 5 lg/L ;
② 電鍍三元溶液的配制及電鍍
a先給鍍槽加入三分之二的純凈水或去離子水，再把計算量的氟硼酸鉛、氟硼酸亞酸銅、氟硼酸依次加入，邊加邊攪拌；b硼酸加入鍍槽前，先用4(TC左右的純凈水或去離子水溶解完全，等到冷卻后方
錫、氟極
可加入
C明膠要先用計算量兩倍的熱水溶解，待完全溶解后，電解2小時再添加；
d對苯二酚按計算量直接加入鍍液，邊加邊攪拌，使其完全溶解后，補充純凈水或去離子水至鍍槽的要求液位，同時打開過濾機，將鍍液過濾清澈； e用瓦楞形鋼板小電流電解新鍍液2 4小時，陽極為PbSnlO，取樣分析鍍液，根據分析結果補充各成份至工藝要求;j正常電鍍陰極電流密度為3 5A/dn^，鍍層厚度1. 5
2. 5絲； 16)電鍍銦層
①備料 氟硼酸銦濃度為200 250g/L 硼酸濃度為25 30g/L 氟硼酸銨濃度為45 55g/L ; ②電鍍銦液的配制及電鍍 a先加入三分之一體積的去離子水； b再加入計算量的氟硼酸銦，計算量的硼酸和氟硼酸銨要用去離子水溶解完全后，方可加入； C用去離子水補充至液位，打開過濾機過濾攪拌1小時后，取樣分析調整；
d調整ra值、試鍍，新液用活性碳處理過后電鍍效果更佳；正常電鍍陰極電流密度為0. 5 2. 5A/dm2，時間8 14分鐘，鍍層厚度3 7微米;
17)兩級清洗 采用市內逆流漂洗，每班更換一次清水；
18)熱水清洗 用水離子水，溫度控制在IO(TC，生產一定量后需更換去離子水； 19)烘干 用烘干機烘1 2分鐘； 20)熱擴散處理 將電鍍完畢的四元合金產品，在帶自動溫控烘箱中保溫l小時，溫度控制在150士5t:，計量檢驗證明銦已完全擴散，而且能夠均勻分布；
21)檢驗包裝 等產品冷卻后，進行全尺寸檢測及外觀檢查，合格后進行包裝、入庫。 所述除油劑為三氯乙烯或碳氫。 本發明與現有技術相比較有如下有益效果 1、對原來的三元電鍍工藝進行了改進，增加了鍍液中銅離子、錫離子的含量，從而提高了鍍層的耐磨性、抗疲勞性、耐腐蝕性30% ; 2、在前處理增加了電解化學除油、超生波除油和電化學酸洗、清洗過程也由原來
的單級清洗改為兩級清洗，增加了前處理力度，有力地保證了鍍層與基體間的結合； 3、由于銦的電極電位與鉛錫銅相差甚遠，將四種元素一起按要求的比例電鍍在軸
瓦的內圓表面比較困難，所以本發明采用電鍍技術和熱擴散工藝相結合，使金屬銦在高溫
下熱擴散到三元鍍層中并能能夠均勻地按要求比例分布在軸瓦內圓表面，使四種金屬化學
元素鉛、錫、銅、銦形成四元合金減摩層或功能性鍍層，極大地提高了軸瓦的使用壽命和承
載能力。
具體實施例方式以下通過實施例來進一步闡述本發明
實施例1 —種軸瓦四元合金電鍍工藝，包括以下步驟
1)超聲波除油 采用三氯乙烯或碳氫作為除油劑和利用超聲波清洗機，將軸瓦表面的油污、鐵屑等污染物清洗干凈，清洗時間為10 15分鐘，除油劑的溫度為50 60°C ;
2)化學除油 采用FD-211C除油粉進行化學除油，濃度為30 50g/L，時間為3 5分鐘，溫度為50 70°C ;以清除殘留在孔隙中的油，除油完畢的產品，可以用試水法檢驗；
3)兩級清洗 采用市內逆流漂洗，每班更換一次清水；
4)電化學除油 采用銅鉛粉末材料FD 318電解除油粉除油，濃度為50 70g/L，溫度為40 6(TC，先陰極電解除油60 90秒，后陽極電解除油30 60秒，電流密度為3 7A/dm2，生產過程中應定期分析化驗除油液濃度，及時補充以保證濃度；
5)兩級清洗 采用市內逆流漂洗，每班更換一次清水；
6)電解酸洗用HBF4進行電解酸洗，其濃度為70 85g/L，電流密度為3 5A/dm2，時間為30 60秒，以清除產品內表面存在的氧化膜；
7)兩級清洗 采用市內逆流漂洗，每班更換一次清水；
8)酸洗 用硫酸、雙氧水溶液進行酸洗，硫酸的濃度為90 120g/L，雙氧水為25 35g/L，溫度為室溫，時間為15 30秒，以清除產品精鏜過后，內表面存在的鉛相；
9)兩級清洗 采用市內逆流漂洗，每班更換一次清水；
10)電鍍鎳柵層
①備料 硫酸鎳濃度為360 400g/L 氯化鎳濃度為45 60g/L 硼酸 濃度為30 40g/L 十二烷基硫酸鈉濃度為0. 05 lg/L ; ②電鍍鎳液的配制及電鍍 a先給鍍槽加入三分之一的去離子水或蒸鎦水，然后依次加入計算量的硫酸鎳、氯化鎳，加入后攪拌均勻，使其完全溶解； b計算量的硼酸在另一容器內用溫熱水完全溶解，然后再加入鍍槽中；
c計算量的十二烷基硫酸鈉用兩倍的水溶解，煮沸15 30分鐘，方可以添加；
d補加去離子水或蒸鎦水至液位，用氫氧化鈉或5%硫酸溶液調ra至3. 0 4. 0，同時打開過濾機過濾、攪拌；
e取樣分析，依結果將鍍液成份調整至最佳范圍內，并掛鋼板小電流電解兩小時；溫度為45 55°C，電流密度為1. 5 2. 5A/dm2，時間為5 8分鐘，陽極為鎳板，鎳棚層厚度為3 5微米；
11)回收 回收液主要用去離子水，浸泡回收時間為5 10秒；
12)兩級清洗 采用市內逆流漂洗，每班更換一次清水；
13)活化 用濃度為10 15g/L的HBF4進行活化處理，去除產品表面氧化膜，溫度為室溫，
時間為15 30秒； 14)電鍍鉛錫銅合金 ①備料 氟硼酸鉛(Pb2+) 濃度為90 120g/L氟硼酸亞錫(Sn2+) 濃度為8 16g/L
氟硼酸銅(Cu2+) 濃度為2 5g/L 氟硼酸濃度為60 80g/L
硼酸濃度為25 30g/L 明膠濃度為l 3g/L
對苯二酚濃度為O. 5 lg/L;
②電鍍三元溶液的配制及電鍍 a先給鍍槽加入三分之二的純凈水或去離子水，再把計算量的氟硼酸鉛、氟硼酸亞錫、氟硼酸銅、氟硼酸依次加入，邊加邊攪拌； b硼酸加入鍍槽前，先用4(TC左右的純凈水或去離子水溶解完全，等到冷卻后方可加入； c明膠要先用計算量兩倍的熱水溶解，待完全溶解后，電解2小時再添加； d對苯二酚按計算量直接加入鍍液，邊加邊攪拌，使其完全溶解后，補充純凈水或
去離子水至鍍槽的要求液位，同時打開過濾機，將鍍液過濾清澈； e用瓦楞形鋼板小電流電解新鍍液2 4小時，陽極為PbSnlO，取樣分析鍍液，
根據分析結果補充各成份至工藝要求；正常電鍍陰極電流密度為3 5A/dm2，鍍層厚度
1. 5 2. 5絲； 16)電鍍銦層 ①備料 氟硼酸銦濃度為200 250g/L 硼酸濃度為25 30g/L 氟硼酸銨濃度為45 55g/L; ②電鍍銦液的配制及電鍍 a先加入三分之一體積的去離子水； b再加入計算量的氟硼酸銦，計算量的硼酸和氟硼酸銨要用去離子水溶解完全后，方可加入； c用去離子水補充至液位，打開過濾機過濾攪拌1小時后，取樣分析調整； d調整ra值、試鍍，新液用活性碳處理過后電鍍效果更佳；正常電鍍陰極電流密度
為0. 5 2. 5A/dm2，時間8 14分鐘，鍍層厚度3 7微米;
17)兩級清洗
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采用市內逆流漂洗，每班更換一次清水； 18)熱水清洗 用水離子水，溫度控制在IO(TC，生產一定量后需更換去離子水； 19)烘干 用烘干機烘1 2分鐘； 20)熱擴散處理 將電鍍完畢的四元合金產品，在帶自動溫控烘箱中保溫l小時，溫度控制在150±5"，計量檢驗證明銦己完全擴散，而且能夠均勻分布； 21)檢驗包裝 等產品冷卻后，進行全尺寸檢測及外觀檢查，合格后進行包裝、入庫。
權利要求
一種軸瓦四元合金電鍍工藝，其特征在于包括以下步驟1)超聲波除油采用除油劑和超聲波清洗機，將軸瓦表面的油污、鐵屑等污染物清洗干凈，清洗時間為10～15分鐘，除油劑的溫度為50～60℃；2)化學除油采用FD-211C除油粉進行化學除油，濃度為30～50g/L，時間為3～5分鐘，溫度為50～70℃；3)兩級清洗采用市內逆流漂洗，每班更換一次清水；4)電化學除油采用銅鉛粉末材料FD～318電解除油粉除油，濃度為50～70g/L，溫度為40～60℃，先陰極電解除油60～90秒，后陽極電解除油30～60秒，電流密度為3～7A/dm2；5)兩級清洗采用市內逆流漂洗，每班更換一次清水；6)電解酸洗用HBF4進行電解酸洗，其濃度為70～85g/L，電流密度為3～5A/dm2，時間為30～60秒；7)兩級清洗采用市內逆流漂洗，每班更換一次清水；8)酸洗用硫酸、雙氧水進行酸洗，硫酸的濃度為90～120g/L，雙氧水為25～35g/L，溫度為室溫，時間為15～30秒；9)兩級清洗采用市內逆流漂洗，每班更換一次清水；10)電鍍鎳柵層①備料硫酸 鎳濃度為360～400g/L 氯化鎳濃度為45～60g/L硼酸 濃度為30～40g/L十二烷基硫酸鈉 濃度為0.05～1g/L；②電鍍鎳液的配制及電鍍a先給鍍槽加入三分之一的去離子水或蒸鎦水，然后依次加入計算量的硫酸鎳、氯化鎳，加入后攪拌均勻，使其完全溶解；b計算量的硼酸在另一容器內用溫熱水完全溶解，然后再加入鍍槽中；c計算量的十二烷基硫酸鈉用兩倍的水溶解，煮沸15～30分鐘，方可以添加；d補加去離子水或蒸鎦水至液位，用氫氧化鈉或5％硫酸溶液調PH至3.0～4.0，同時打開過濾機過濾、攪拌；e取樣分析，依結果將鍍液成份調整至最佳范圍內，并掛鋼板小電流電解兩小時；溫度為45～55℃，電流密度為1.5～2.5A/dm2，時間為5～8分鐘，陽極為鎳板，鎳棚層厚度為3～5微米；11)回收回收液主要用去離子水，浸泡回收時間為5～10秒；12)兩級清洗采用市內逆流漂洗，每班更換一次清水；13)活化用濃度為10～15g/L的HBF4進行活化處理，去除產品表面氧化膜，溫度為室溫，時間為15～30秒；14)電鍍鉛錫銅合金①備料氟硼酸鉛 濃度為90～120g/L氟硼酸亞錫 濃度為8～16g/L氟硼酸銅 濃度為1～3g/L 氟硼酸 濃度為60～80g/L硼酸 濃度為30～35g/L 明膠濃度為1～3g/L對苯二酚 濃度為0.5～1g/L；②電鍍三元溶液的配制及電鍍a先給鍍槽加入三分之二的純凈水或去離子水，再把計算量的氟硼酸鉛、氟硼酸亞錫、氟硼酸銅、氟硼酸依次加入，邊加邊攪拌；b硼酸加入鍍槽前，先用40℃左右的純凈水或去離子去溶解完全，等到冷卻后方可加入；c明膠要先用計算量兩倍的熱水溶解，待完全溶解后，電解2小時再添加；d對苯二酚按計算量直接加入鍍液，邊加邊攪拌，使其完全溶解后，補充純凈水或去離子水至鍍槽的要求液位，同時打開過濾機，將鍍液過濾清澈；e用瓦楞形鋼板小電流電解新鍍液2～4小時，陽極為PbSn10，取樣分析鍍液，根據分析結果補充各成份至工藝要求，鍍層厚度為1.5～2.5絲；16)電鍍銦層①備料氟硼酸銦 濃度為200～250g/L硼酸 濃度為25～30g/L氟硼酸銨 濃度為45～55g/L；②電鍍銦液的配制及電鍍a先加入三分之一體積的去離子水；b再加入計算量的氟硼酸銦，計算量的硼酸和氟硼酸銨要用水離子水溶解完全后，方可加入；c用去離子水補充至液位，打開過濾機過濾攪拌1小時后，取樣分析調整；d調整PH值、試鍍，新液用活性碳處理過后電鍍準備果更佳；17)兩級清洗采用市內逆流漂洗，每班更換一次清水；18)熱水清洗用水離子水，溫度控制在100℃，生產一定量后需更換去離子水；19)烘干用烘干機烘1～2分鐘；20)熱擴散處理將電鍍完畢的四元合金產品，在帶自動溫控烘箱中保溫1小時，溫度控制在150±5℃，計量檢驗證明銦已完全擴散，而且能夠均勻分布；21)檢驗包裝等產品冷卻后，進行全尺寸檢測及外觀檢查，合格后進行包裝、入庫。
2.根據權利要求1所述的軸瓦四元合金電鍍工藝，其特征在于所述除油劑為三氯乙烯或碳氫。
全文摘要
本發明涉及一種對軸瓦內表面電鍍四元合金的工藝，其工藝步驟包括超聲波除油、化學除油、電化學除油、電解酸洗、酸洗、電鍍鎳柵層、回收、電鍍鉛錫銅合金、電鍍銦層、熱水清洗、烘干、熱擴散處理等，由四種金屬化學元素鉛、錫、銅、銦形成的軸瓦四元合金減摩層與基體結合牢固，其抗疲勞強度、承載能力、耐磨性能好，使用壽命長，耐腐蝕性、表面性能強，附加值高，廣泛用作飛機發動機，高性能轎車、輪船和重載汽車發動機上的軸瓦的表面處理工藝。
文檔編號C25D3/56GK101748451SQ20081014780
公開日2010年6月23日 申請日期2008年12月9日 優先權日2008年12月9日
發明者何先軍, 盛威威 申請人:恩比貝克飛虹汽車零部件(四川)有限公司