本发明专利技术公开了一种高强度钢上实现低氢脆性无氰镀镉槽液及使用方法。无氰镀镉槽液包括有硫酸镉20‑50g/L、氯化铵150‑250g/L、氨三乙酸30‑80g/L、乙二胺四乙酸二钠10‑40g/L、12烷基硫酸钠0.01‑0.1g/L、氯化锌0.05‑0.5g/L、硫脲0.5‑3.5g/L和阿拉伯树胶0.5‑5g/L。本发明专利技术具有适用于在高强度钢零件上进行无氰镀镉，具备强耐蚀，低氢脆的特点。
A low hydrogen brittleness cyanide-free cadmium plating bath for high strength steel and its application
【技术实现步骤摘要】
一种高强度钢上实现低氢脆性无氰镀镉槽液及使用方法
本专利技术涉及金属表面处理防护工程
，具体来说是在高强度钢4340材料（其拉伸强度σb＞1800MPa）上使用无氰镀镉工艺，零件不仅强耐蚀，还具备优良低氢脆性的一种环保无氰镀镉方法。
技术介绍
贵阳市创建生态环境模范卫生城市要求全市所辖各企业完成由“含氰电镀”向“无氰电镀”的转换。我公司地处贵阳市小河工业园区，氰化镀镉工艺必须转化成无氰镀镉，由于公司承担着众多的军品及外贸转包生产任务，特别是外贸转包产品，无氰镀镉工艺转化必须通过MOOG、GE、UTAS等国外公司的Nadcap质量考核认证。国内常见的无氰镀镉槽液配方，由于含有过多的有机添加剂成份，在电镀过程中，工件容易吸氢引起氢脆，造成工件在后续使用过程中发生断裂缺陷，工件基体材料强度越高，吸氢越严重。而我公司的镀镉产品，大多数都是高强度钢，所以需要研发一种能在高强度钢上实现低氢脆性无氰镀镉工艺以满足生产需要，而国内的镀镉工艺应满足HB5036-92《镉镀层质量检验》标准，其氢脆试验满足HB5067要求，只需采用30CrMnSi材料（其拉伸强度σb＞1080MPa）制作的缺口氢脆试棒持续拉伸200h不断裂即为合格，所以国内的氢脆试验较容易通过。而Nadcap质量考核认证中镀镉镀层氢脆性能试验是无氰镀镉工艺最大瓶颈难点，按照外贸标准AMS-QQ-P-416C、103-010、ES6.18等要求：采用高强度钢—4340材料制作的缺口氢脆试棒进行无氰镀镉，镀层厚度8-12µm，连续7周（即分别在第1、第2、第3、第5、第7周）进行共计5个批次的氢脆缺口持续拉伸200h试验，5个批次中只要有1次氢脆持续拉伸试验不合格，即视为质量认证考核不通过，将取消外贸镀镉零件订单，为了保住客户订单，公司成立专项攻关小组，立足于解决电镀过程中的吸氢问题，克服常规无氰镀镉氢脆缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种高强度钢上实现低氢脆性无氰镀镉槽液及使用方法。本专利技术具有适用于在高强度钢零件上进行无氰镀镉，具备强耐蚀，低氢脆的特点。本专利技术的技术方案：一种高强度钢上实现低氢脆性无氰镀镉槽液无氰镀镉槽液包括有硫酸镉20-50g/L、氯化铵150-250g/L、氨三乙酸30-80g/L、乙二胺四乙酸二钠10-40g/L、12烷基硫酸钠0.01-0.1g/L、氯化锌0.05-0.5g/L、硫脲0.5-3.5g/L和阿拉伯树胶0.5-5g/L。前述的高强度钢上实现低氢脆性无氰镀镉槽液中，所述无氰镀镉槽液的PH值为6-6.8。前述的高强度钢上实现低氢脆性无氰镀镉槽液中，所述无氰镀镉槽液包括有硫酸镉25-45g/L、氯化铵160-240g/L、氨三乙酸35-75g/L、乙二胺四乙酸二钠15-35g/L、12烷基硫酸钠0.02-0.09g/L、氯化锌0.1-0.45g/L、硫脲0.8-3.3g/L和阿拉伯树胶0.8-4.5g/L。前述的高强度钢上实现低氢脆性无氰镀镉槽液中，所述无氰镀镉槽液的PH值为6.1-6.7。前述的高强度钢上实现低氢脆性无氰镀镉槽液中，所述无氰镀镉槽液包括有硫酸镉28-43g/L、氯化铵170-230g/L、氨三乙酸38-72g/L、乙二胺四乙酸二钠17-33g/L、12烷基硫酸钠0.03-0.08g/L、氯化锌0.13-0.42g/L、硫脲0.9-3.1g/L和阿拉伯树胶1-4g/L。前述的高强度钢上实现低氢脆性无氰镀镉槽液中，所述无氰镀镉槽液的PH值为6.2-6.6。前述的高强度钢上实现低氢脆性无氰镀镉槽液中，所述硫酸镉、乙二胺四乙酸二钠、12烷基硫酸钠、氯化锌、硫脲和阿拉伯树胶采用化学纯；所述氯化铵和氨三乙酸采用工业级。所述的高强度钢上实现低氢脆性无氰镀镉槽液的使用方法，包括有以下步骤；a、高强度钢工件常规前处理，得A品；b、将A品采用无氰镀镉槽液进行无氰镀镉，无氰镀镉槽液的电流密度为0.8-2.5A/dm2、温度为10-40℃，得B品；c、将B品进行除氢处理，得C品；d、将C品进行工件常规彩色钝化处理，得成品。前述的高强度钢上实现低氢脆性无氰镀镉槽液的使用方法中，所述步骤a中，高强度钢工件材料为4340高强度钢，4340高强度钢其拉伸强度σb＞1800MPa。前述的高强度钢上实现低氢脆性无氰镀镉槽液的使用方法中，所述步骤c中，除氢处理的除氢参数为：将B品放入烘干箱内，升温至除氢温度190±10℃，除氢时间≥36h。前述的高强度钢上实现低氢脆性无氰镀镉槽液的使用方法中，所述步骤a中，工件常规前处理包括有丙酮除脂、去应力、电解或化学除油及弱腐蚀。前述的高强度钢上实现低氢脆性无氰镀镉槽液的使用方法中，所述步骤d中，工件常规彩色钝化处理包括有活化、出光及彩色钝化。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：1、本专利技术通过无氰镀镉槽液，降低槽液界面张力，使电镀过程中氢气泡难以在阴极表面滞留，减少吸氢，并通过除氢工序消除电镀过程对零件强度造成的影响，克服常规无氰镀镉氢脆缺陷。2、通过本专利技术可以在高强度钢4340材料上无氰镀镉达到低氢脆的目标，解决了现有国内常见的无氰镀镉槽液配方，由于含有过多的有机添加剂成份，在电镀过程中，工件容易吸氢引起氢脆，造成工件在后续使用过程中发生断裂缺陷，工件基体材料强度越高，吸氢越严重的技术问题。实验证明：本专利技术将实施例1-5得到的成品，每个实施例4件，镉层厚度均在8-12µm之间，根据Nadcap质量考核认证中镀镉镀层氢脆性能试验，按照外贸标准AMS-QQ-P-416C、103-010、ES6.18等要求：对成品连续7周（即分别在第1、第2、第3、第5、第7周）进行共计5个批次的氢脆缺口持续拉伸200h试验，试验结果表明，本专利技术的成品均在5个批次的氢脆缺口持续拉伸200h试验不断裂，即视为质量认证考核通过，说明本专利技术高强度钢上实现低氢脆性无氰镀镉槽液及使用方法具有低氢脆性的特点，且该电镀工艺能顺利通过MOOG、GE、UTAS等3家国外公司的Nadcap质量考核认证，取得国外客户的认可，成功用于我公司外贸转包产品。综上所述，本专利技术具有适用于在高强度钢零件上进行无氰镀镉，具备强耐蚀，低氢脆的特点的有益效果。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步的说明，但并不作为对本专利技术限制的依据。实施例1。一种高强度钢上实现低氢脆性无氰镀镉槽液，无氰镀镉槽液包括有硫酸镉20g/L、氯化铵150g/L、氨三乙酸30g/L、乙二胺四乙酸二钠10g/L、12烷基硫酸钠0.01g/L、氯化锌0.05g/L、硫脲0.5g/L和阿拉伯树胶0.5g/L；所述无氰镀镉槽液的PH值为6；所述硫酸镉、乙二胺四乙酸二钠、12烷基硫酸钠、氯化锌、硫脲和阿拉伯树胶采用化学纯；所述氯化铵和氨三乙酸采用工业级。所述的高强度钢上实现低氢脆性无氰镀镉槽液的使用方法，包括有以下步骤；a、高强度钢工件常规前处理，工件常规前处理包括有丙酮除脂、去应力、电解或化学除油及弱腐蚀，得A品；所述高强度钢工件材料为4340高强度钢，4340高强度钢其拉伸强度σb＞1800MPa。b、将A品采用无氰镀镉槽液进行无氰镀镉，无氰镀镉槽液的电流密度为0.8A/dm2、温度为10℃，得B品；c、将B品放入烘干箱内进行除氢处理，烘干箱内除氢处理的除氢参数为：除本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高强度钢上实现低氢脆性无氰镀镉槽液，其特征在于：无氰镀镉槽液包括有硫酸镉20‑50g/L、氯化铵150‑250g/L、氨三乙酸30‑80g/L、乙二胺四乙酸二钠10‑40g/L、12烷基硫酸钠0.01‑0.1g/L、氯化锌 0.05‑0.5g/L、硫脲 0.5‑3.5g/L和阿拉伯树胶 0.5‑5g/L。
【技术特征摘要】
1.一种高强度钢上实现低氢脆性无氰镀镉槽液，其特征在于：无氰镀镉槽液包括有硫酸镉20-50g/L、氯化铵150-250g/L、氨三乙酸30-80g/L、乙二胺四乙酸二钠10-40g/L、12烷基硫酸钠0.01-0.1g/L、氯化锌0.05-0.5g/L、硫脲0.5-3.5g/L和阿拉伯树胶0.5-5g/L。2.根据权利要1所述的高强度钢上实现低氢脆性无氰镀镉槽液，其特征在于：所述无氰镀镉槽液的PH值为6-6.8。3.根据权利要1所述的高强度钢上实现低氢脆性无氰镀镉槽液，其特征在于：所述无氰镀镉槽液包括有硫酸镉25-45g/L、氯化铵160-240g/L、氨三乙酸35-75g/L、乙二胺四乙酸二钠15-35g/L、12烷基硫酸钠0.02-0.09g/L、氯化锌0.1-0.45g/L、硫脲0.8-3.3g/L和阿拉伯树胶0.8-4.5g/L。4.根据权利要3所述的高强度钢上实现低氢脆性无氰镀镉槽液，其特征在于：所述无氰镀镉槽液的PH值为6.1-6.7。5.根据权利要3所述的高强度钢上实现低氢脆性无氰镀镉槽液，其特征在于：所述无氰镀镉槽液包括有硫酸镉28-43g/L、氯化铵170-230g/L、氨三乙酸38-72g/L、乙二胺四乙酸二钠17-33g/L、12烷基硫酸钠0.03-0.08...
【专利技术属性】
技术研发人员：王鸥，
申请(专利权)人：中国航发贵州红林航空动力控制科技有限公司，
类型：发明
国别省市：贵州,52
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