專利名稱：在鋁硅合金上鍍三元合金層的方法及其制品的制作方法
技術領域：
本發明涉及電鍍領域，特別是一種在鋁硅合金上鍍三元合金層的方法及其制品。
背景技術：
鋁硅合金無毒無鉛特性，為其推廣使用奠定了基礎，雖然其成本低，但是該類材料硬度較高，電鍍性能差，因此應用范圍受到了限制。例如在內燃機領域中，由于不斷提升的工況參數要求，鋁硅合金由于其表面性能的局限而難以適應，沒有一種能與之匹配的曲軸， 因此一般不可直接作為摩擦副，使其應用范圍受到了限制，但由于其成本低、且具有環保、 無鉛、成本低等優點，作為一種環保材料，適應國際環保要求，是一個適應環保要求的發展方向的材料。為了適用于內燃機領域，必須在其表面電鍍一層質地軟、減磨性能好的鍍層 (例如三元合金層)，提高其表面性能，使之得到推廣使用。然而由于鋁硅合金的電鍍性能差，與三元鍍層難以結合。
發明內容
為克服現有技術中的缺點，本發明提供了一種在鋁硅合金上鍍三元合金層的方法，其解決鋁硅合金與三元鍍層難以結合的難點。本發明的另一個目的是提供上述方法制得的制品，其成本較低且表面性能能夠符合使用要求。為了解決上述技術問題，本發明是通過以下技術方案實現的一種在鋁硅合金上鍍三元合金層的方法，其特征在于包括以下順序步驟除油、浸蝕、浸鋅、鍍鎳、活化、鍍三元，其中，在鍍鎳后用40 50克/升的氟硼酸的溶液進行活化，然后進行的鍍三元工藝為 鍍液包含氟硼酸鉛90 120克/升、氟硼酸亞錫8 18克/升、氟硼酸銅2 3克/升、氟硼酸70 120克/升、間苯二酚5 10克/升、明膠5 10克/升，電鍍溫度20 25°C， 電流1. 5 2. 5A/dm2，采用陽極鉛錫陽極。所述鍍三元步驟后，再進行鍍錫步驟。所述的除油步驟包括三氯乙烯除油和化學除油，其中化學除油工藝為溶液包含鋁合金化學除油粉30 40克/升，溫度50 60°C，時間5 8分鐘。所述的浸蝕步驟包括堿蝕和酸蝕，其中堿蝕工藝為溶液包含Na2C0330 40克/ 升、Na3P0430 40克/升、NaOH 5 10克/升，溫度50 55°C，時間1. 5-2. 5分鐘；酸蝕工藝為酸溶液由硝酸氫氟酸按體積比3 1的比例組成，時間20-40秒。所述的浸鋅工藝為溶液包含氧化鋅16 M克/升、氫氧化鈉90 110克/升、 酒石酸鉀鈉100 120克/升、氯化鐵1. 8 2. 2克/升、硫酸銅0. 8 1. 2克/升、硫酸鎳16 M克/升，反應溫度為室溫，時間為20 40秒。所述的鍍鎳工藝為溶液包含氯化鎳25 35克/升、硫酸鎳130 150克/升、 硫酸銨30 40克/升、檸檬糖酸鈉135 145克/升、葡萄糖酸鈉25 35克/升，溶液 PH值為6. 8 7. 2，電流1. 8 2. 2安/平方分米，溫度50 65 °C，陰極采用電解鎳板。
所述的活化在室溫下進行，時間為30-60秒。所述的鍍錫工藝為溶液包含氟硼酸亞錫100 150克/升、氟硼酸70 120克 /升、明膠2 10克/升、β-萘酚0.5 1克/升，溫度為15 30°C。上述方法制得的制品，其在鋁硅合金層上鍍有三元合金層。所述的制品為軸瓦。本發明先通過一定步驟對鋁硅合金表面進行處理活化，然后再在鋁硅合金層上電鍍一層三元合金層，解決鋁硅合金與三元鍍層難以結合的難點，提高了鋁硅合金層的表面性能，擴大其適用范圍，應用于制備軸瓦，其承載能力可以達到與銅鉛材料鍍三元同等的承載能力(達到50MPa以上)，而由于鋁比銅便宜，使基材成本降低50%以上。
圖1是本發明的軸瓦的剖面圖。
具體實施例方式本發明是一種在鋁硅合金上鍍三元合金層的方法，包括以下順序步驟除油、浸蝕、浸鋅、鍍鎳、活化、鍍三元、鍍錫。其中除油步驟包括三氯乙烯除油和化學除油，其中化學除油工藝為溶液包含鋁合金化學除油粉30 40克/升，溫度50 60°C，時間5 8分鐘。浸蝕步驟包括堿蝕和酸蝕，其中堿蝕工藝為溶液包含Na2C0330 40克/升、 Na3P0430 40克/升、NaOH 5 10克/升，溫度50 55°C，時間1. 5-2. 5分鐘；酸蝕工藝為酸溶液由硝酸氫氟酸按體積比3 1的比例組成，時間20-40秒。浸鋅工藝為溶液包含氧化鋅16 M克/升、氫氧化鈉90 110克/升、酒石酸鉀鈉100 120克/升、氯化鐵1. 8 2. 2克/升、硫酸銅0. 8 1. 2克/升、硫酸鎳16 M克/升，反應溫度為室溫，時間為20 40秒。鍍鎳工藝為溶液包含氯化鎳25 35克/升、硫酸鎳130 150克/升、硫酸銨 30 40克/升、檸檬糖酸鈉135 145克/升、葡萄糖酸鈉25 35克/升，溶液pH值為 6. 8 7. 2，電流1. 8 2. 2安/平方分米，溫度50 65 °C，陽極采用電解鎳板。活化工藝室溫(常溫)下在40 50克/升的氟硼酸的溶液進行，時間為30-60秒。鍍三元工藝為鍍液包含氟硼酸鉛90 120克/升、氟硼酸亞錫8 18克/升、 氟硼酸銅2 3克/升、氟硼酸70 120克/升、間苯二酚5 10克/升、明膠5 10克 /升，電鍍溫度20 25°C，電流1. 5 2. 5A/dm2，采用陽極鉛錫陽極。鍍錫工藝為溶液包含氟硼酸亞錫100 150克/升、氟硼酸70 120克/升、明膠2 10克/升、β-萘酚0.5 1克/升，溫度為15 30°C。通過上述方法，可以得到鋁硅合金層與三元合金層結合良好的制品。以下通過制備軸瓦為具體例子對本發明做進一步的闡述。實施例如圖1所示的軸瓦，其由復合材料結合成層狀，由外而內依次為鋼層1、鋁硅合金層2和三元合金層3。鋁硅合金層材料為AlSi4MgCu合金，三元合金層為減磨鍍層，材料為PbSn10Cu20制備時，先將鋁硅合金層2和鋼層1制成板材，然后制成軸瓦形狀，再整個進行電鍍。在鋁硅合金層2上電鍍三元合金層3的工藝如下1.三氯乙烯除油2.化學除油溶液包含鋁合金化學除油粉35克/升，溫度50 60°C，時間6分鐘。3.堿蝕溶液包含Na2C0335克/升、Νει3Ρ0435克/升、NaOH 8克/升，溫度50 55°C，時間2分鐘。4.酸蝕酸溶液由硝酸氫氟酸按體積比3 1的比例組成，時間30秒。5.浸鋅溶液包含氧化鋅20克/升、氫氧化鈉100克/升、酒石酸鉀鈉110克/ 升、氯化鐵2克/升、硫酸銅1克/升、硫酸鎳20克/升，反應溫度為室溫，時間為30秒。6.鍍鎳溶液包含氯化鎳30克/升、硫酸鎳140克/升、硫酸銨35克/升、檸檬糖酸鈉140克/升、葡萄糖酸鈉30克/升，溶液pH值為6. 8 7. 2，電流2安/平方分米， 溫度50 65°C，陽極采用電解鎳板。7.活化室溫(常溫)下在45克/升的氟硼酸的溶液進行，時間為45秒。8.鍍三元鍍液包含氟硼酸鉛110克/升、氟硼酸亞錫13克/升、氟硼酸銅2. 5克 /升、氟硼酸90克/升、間苯氧化二酚8克/升、明膠8克/升，電鍍溫度20 25°C，電流 2A/dm2，采用陽極鉛錫陽極。9.鍍錫溶液包含氟硼酸亞錫125克/升、氟硼酸90克/升、明膠7克/升、β -萘酚0. 75克/升，溫度為20°C。
權利要求
1.一種在鋁硅合金上鍍三元合金層的方法，其特征在于包括以下順序步驟除油、浸蝕、浸鋅、鍍鎳、活化、鍍三元，其中，在鍍鎳后用40 50克/升的氟硼酸的溶液進行活化， 然后進行的鍍三元工藝為鍍液包含氟硼酸鉛90 120克/升、氟硼酸亞錫8 18克/升、 氟硼酸銅2 3克/升、氟硼酸70 120克/升、間苯二酚5 10克/升、明膠5 10克 /升，電鍍溫度20 25°C，電流1. 5 2. 5A/dm2，采用陽極鉛錫陽極。
2.根據權利要求1所述的在鋁硅合金上鍍三元合金層的方法，其特征在于所述鍍三元步驟后，再進行鍍錫步驟。
3.根據權利要求1所述的在鋁硅合金上鍍三元合金層的方法，其特征在于所述的除油步驟包括三氯乙烯除油和化學除油，其中化學除油工藝為溶液包含鋁合金化學除油粉 30 40克/升，溫度50 60°C，時間5 8分鐘。
4.根據權利要求1所述的在鋁硅合金上鍍三元合金層的方法，其特征在于所述的浸蝕步驟包括堿蝕和酸蝕，其中堿蝕工藝為溶液包含Na2C0330 40克/升、Na3P0430 40 克/升、NaOH 5 10克/升，溫度50 55°C，時間1. 5-2. 5分鐘；酸蝕工藝為酸溶液由硝酸氫氟酸按體積比3 1的比例組成，時間20-40秒。
5.根據權利要求1所述的在鋁硅合金上鍍三元合金層的方法，其特征在于所述的浸鋅工藝為溶液包含氧化鋅16 M克/升、氫氧化鈉90 110克/升、酒石酸鉀鈉100 120克/升、氯化鐵1. 8 2. 2克/升、硫酸銅0. 8 1. 2克/升、硫酸鎳16 M克/升， 反應溫度為室溫，時間為20 40秒。
6.根據權利要求1所述的在鋁硅合金上鍍三元合金層的方法，其特征在于所述的鍍鎳工藝為溶液包含氯化鎳25 35克/升、硫酸鎳130 150克/升、硫酸銨30 40克 /升、檸檬糖酸鈉135 145克/升、葡萄糖酸鈉25 35克/升，溶液pH值為6. 8 7. 2， 電流1. 8 2. 2安/平方分米，溫度50 65 °C，陽極采用電解鎳板。
7.根據權利要求1所述的在鋁硅合金上鍍三元合金層的方法，其特征在于所述的活化在室溫下進行，時間為30-60秒。
8.根據權利要求2所述的在鋁硅合金上鍍三元合金層的方法，其特征在于所述的鍍錫工藝為溶液包含氟硼酸亞錫100 150克/升、氟硼酸70 120克/升、明膠2 10 克/升、β-萘酚0.5 1克/升，溫度為15 30°C。
9.權利要求1-8中任一方法制得的制品，其在鋁硅合金層上鍍有三元合金層。
10.根據權利要求9所述的制品，所述的制品為軸瓦。
全文摘要
本發明公開了一種在鋁硅合金上鍍三元合金層的方法及其制品，通過除油、浸蝕、浸鋅、鍍鎳、活化、鍍三元等步驟制得，其中鍍鎳后用40～50克/升的氟硼酸的溶液進行活化，然后進行鍍三元鍍液包含氟硼酸鉛90～120克/升、氟硼酸亞錫8～18克/升、氟硼酸銅2～3克/升、氟硼酸70～120克/升、間苯二酚5～10克/升、明膠5～10克/升，電鍍溫度20～25℃，電流1.5～2.5A/dm2，采用陽極為鉛錫陽極。本發明先通過一定步驟對鋁硅合金表面進行處理活化，然后再在鋁硅合金層上電鍍一層三元合金層，解決鋁硅合金與三元鍍層難以結合的難點，提高了鋁硅合金層的表面性能，擴大其適用范圍，應用于制備軸瓦，其承載能力可以達到與銅鉛材料鍍三元同等的承載能力(達到50MPa以上)，而由于鋁比銅便宜，使基材成本降低50％以上。
文檔編號C25D3/56GK102424993SQ201110403809
公開日2012年4月25日 申請日期2011年12月7日 優先權日2011年12月7日
發明者劉志玉, 譚少偉, 黃從四, 黃文平 申請人:廣東韶配動力機械有限公司