缸体的槽外电镀工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种缸体的槽外电镀工艺，采用槽外电镀，将缸体内表面作为阴极并外套于阳极，电镀液流经缸体内表面与阳极外表面之间的环隙形成电镀环境，通电并完成电镀；本发明专利技术采用流动的电镀液形成电镀环境的方案，流动的电镀液保证了镀层上的阳离子实时更替，使阴极镀层表面阳离子浓度差基本无变化，避免形成较大的浓度差，镀层厚度变化可控，同时，无差别的浓度，保证了镀层的密实紧致，同时，流动的电镀液会平衡析氢作用所引起的镀液PH环境变化，避免结合力不良的出现，保证电镀质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种缸体类工件的电镀工艺，特别涉及槽外流动电镀工艺。
技术介绍
缸体作为发动机的主要部件，用于与活塞、缸头共同组成燃烧室，并为活塞组件提供运动轨迹，从而形成动力转换环境。气缸在引导活塞不断进行往复运动的过程中，气缸内壁与活塞之间长时间、高频率地互相摩擦，导致气缸作用的有用功率降低，消耗一部分能量。因此，现有技术出现了在内壁进行电镀，以电镀镀层来代替缸套解决上述问题。通常的电镀工艺中，电镀液处于基本静态的环境中，阳离子被动向作为阴极的缸体内表面运动，形成的浓度差导致镀层并不紧实，因而易于脱落，并且电镀时间较长；且由于浓度差的问题，使得最终的产品的镀层厚度变化大、不易控制，就造成气缸体内表面的一些关键尺寸很难控制，因而，电镀后的成品质量保证较为困难。现有技术中，具有在缸体内圆表面循环电镀液电镀镍-碳化硅复合层的技术方案，但由于电镀工艺不能保证复合镀层的质量，获取的最终缸体产品并不能满足使用需要。因此，需要对现有的缸体电镀工艺的结构进行改进，使阴极镀层表面阳离子浓度差基本无变化，使得镀层厚度变化可控，且紧实致密，保证电镀质量。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种缸体的槽外电镀工艺，使阴极镀层表面阳离子浓度差基本无变化，使得镀层厚度变化可控，且紧实致密，保证电镀质量。本专利技术的缸体的槽外电镀工艺，包括下列步骤：a.预处理；预处理指的是电镀一般的预处理步骤，包括去油、水洗等，还包
括与电镀工艺结合较为紧密的前期处理，包括活化、刻蚀等，在此不再赘述；b.槽外电镀，将缸体内表面作为阴极并外套于阳极，电镀液流经缸体内表面与阳极外表面之间的环隙形成电镀环境，通电并完成电镀；通过流动的电镀液形成电镀环境，保证了镀层上的阳离子实时更替，避免形成较大的浓度差，保证了镀层的密实紧致，同时，流动的电镀液会平衡析氢作用所引起的镀液PH环境变化，避免结合力不良的出现，保证了镀层质量；c.后续处理，后续处理一般包括电镀液回收处理、工件的回收、后续清洗、固化处理等，在此不再赘述；最终的水洗一般采用全浸式水洗。进一步，步骤b中，所述阳极为筒状，所述阳极与缸体均上下直立且同轴设置，电镀液由缸体内表面与阳极外表面之间的环隙向上流动并由阳极内圆回流，直立且同轴设置的结构能够保证电镀液均匀分布并灌满整个环隙，为保证电镀质量形成条件；当然，缸体作为阴极安装在工位上，需形成一系列的妥善密封，才能保证电镀液的正常流动，采用现有的机械压紧、密封垫结合的方式即可；如图所示，缸体被压紧件夹紧形成密封，并密封放置于平台上，电镀液上液通道密封穿过平台并连通于环隙，阳极密封穿过上液通道的通道壁，上液通道与环隙连通处的环隙进液处设有扰流孔板，该孔板上设有多个扰流孔，电镀液通过扰流孔进入环隙，可使电镀液扰流并均匀，利于保证电镀质量；所形成的与外界的密封属于现有的机械密封方式，比如密封垫、密封胶等；如图所示，阳极的上端口则形成回流，当然，压紧后的缸体工作面高度应低于阳极上端的回流口，保证电镀质量。进一步，步骤b中，包括：b1预镀镍；利于增加后续镀层与气缸内壁的结合力；b2电镀镍-碳化硅复合镀层；槽外电镀为电镀复合镍，硬度超过HV500，具有良好的密实紧致特性后，加上碳化硅颗粒占据的空间具有储油能力，保证了镀层的耐磨及润滑特性；采用两步法进行电镀镍层，与本专利技术的槽外电镀结构模式相结合，保证预镀
镍的工整均匀，致密性高，从而保证了电镀镍-碳化硅复合镀层整体的结合特性较好，从而保证性能。进一步，步骤a中，预处理依次包括下列步骤：a1.刻蚀，通过碱蚀去除气缸内表面的油污，同时对缸体内表面进行腐蚀；去除气缸内壁的极少量残留油污，同时对内壁进行腐蚀，增加镀层附着力；a2.钝化，通过酸钝化对气缸内表面残留碱液进行中和，并进一步腐蚀气缸内表面；增加镀层附着力，钝化后表面呈本色哑光状态，无附着物；a3.活化，通过酸液对气缸内表面进行进一步腐蚀；增加镀层附着力，活化达到的效果表面亮白色；a4.锌转化，使气缸内表面形成锌层；使气缸内壁形成一层致密的锌层，加强镀镍层与铝制气缸内壁的结合力，锌转化达到的效果具有暗金色金相花纹的金属光泽表面。进一步，步骤b中：步骤b1中，电镀液中包括：硫酸镍246-626g/L、硼酸35-45g/L；步骤b2中，电镀液中包括：硫酸镍246-626g/L、硼酸35-45g/L、碳化硅10-45g/L和电镀添加剂0.5-2.5g/L；电镀添加剂的选择则为容易改善镀层性能的添加剂；电镀液成分浓度适合于本专利技术的电镀方式，各种成分之间相互协调和影响，利于形成致密均匀的镀层，保证成品的使用性能；预镀镍层与最终的电镀镍-碳化硅复合镀层具有良好、均匀和致密的结合，保证镀层整体的结合强度。进一步，步骤b1中，电镀液pH调整为1.3-1.8，电流密度3-4A/dm2；步骤b2中，电镀液pH调整为2.2-3.8，电流密度30-40A/dm2；步骤b1和步骤b2的pH值以及使用时的电流密度，与对应的电镀液成分及配比相互协调，能够保证本专利技术的电镀液中的阳离子具有良好的活性，利于形成致密且结合强度高的镀层，进一步保证电镀质量。进一步，步骤a1中，刻蚀采用的碱液为：NaOH 5-25g/L；步骤a2中，钝化采用的酸液中包括：酸蚀剂12-50g/L和硫酸6-15g/L；步骤a3中，活化采用的酸液为：氢氟酸4-13g/L；步骤a4中，锌转化为化学锌转化，所采用的锌转化液中包括：ZnO12-15g/L、氢氧化钠50-155g/L、三氯化铁0.45-2.1g/L和锌转化缓蚀剂1.5-2.5g/L；采用本专利技术的锌转化液，适用于槽外结构，形成致密且强度较高的锌转化层，利于后期的与电镀镍的良好结合，形成较好的基础。进一步，所述电镀添加剂为糖精，糖精的添加可有效改善镀层应力以及硬度，适于本专利技术的缸体槽外电镀方式；锌转化缓蚀剂为葡萄糖酸钠，当然也可采用现有技术中通常用的锌转化缓蚀剂，而最优为葡萄糖酸钠。进一步，所述刻蚀由刻蚀液流经缸体内表面形成刻蚀环境；所述钝化由钝化液流经缸体内表面形成钝化环境；所述活化由活化液流经缸体内表面形成活化环境；所述锌转化由锌转化液流经缸体内表面形成锌转化环境；上述刻蚀液、钝化液、活化液和锌转化液在流经缸体后会进行处理，处理后会循环使用，形成闭环循环，避免造成对环境的污染。刻蚀液的组分、钝化液的组分、活化液的组分以及锌转化液的组分均为了适应这种通过液体流经缸体内表面的工艺，合理调整组分和含量，保证各个工艺的合理进行。进一步，步骤a1中，碱蚀的时间为175-180s，碱蚀液温度为40-60℃；步骤a2中，钝化的的时间为175-180s，酸蚀液温度为35-45℃；步骤a3中，活化的时间为30-90s，温度为室温；步骤a4中，锌转化时间为60-90s，温度为20-25℃；该时间范围和温度范围，适应并配合于锌转化液的成分和配比，形成良好的锌转化层，从而使锌转化层适应于电镀工序。上述时间和温度，也是根据各个液体的含量和成分进行设定，结合特定的液体流经缸体内表面，具有较好的工艺效果，为最后的电镀创造较利条件。步骤b1和b2中，电镀时间为10-25min，根据厚度要求可调整；电镀液温度为60-70℃；该电镀时间范围本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种缸体的槽外电镀工艺，其特征在于：包括下列步骤：a.预处理；b.槽外电镀，将缸体作为阴极并外套于阳极，电镀液流经缸体内表面与阳极外表面之间的环隙形成电镀环境，通电并完成电镀；c.后续处理。

【技术特征摘要】
1.一种缸体的槽外电镀工艺，其特征在于：包括下列步骤：a.预处理；b.槽外电镀，将缸体作为阴极并外套于阳极，电镀液流经缸体内表面与阳极外表面之间的环隙形成电镀环境，通电并完成电镀；c.后续处理。2.根据权利要求1所述的缸体的槽外电镀工艺，其特征在于：步骤b中，所述阳极为筒状，所述阳极与缸体均上下直立且同轴设置，电镀液由缸体内表面与阳极外表面之间的环隙向上流动并由阳极内孔回流。3.根据权利要求1或2所述的缸体的槽外电镀工艺，其特征在于：步骤b中，包括：b1预镀镍；b2电镀镍-碳化硅复合镀层。4.根据权利要求3所述的缸体的槽外电镀工艺，其特征在于：步骤a中，预处理依次包括下列步骤：a1.刻蚀，通过碱蚀去除气缸内表面的油污，同时对缸体内表面进行腐蚀；a2.钝化，通过酸钝化对气缸内表面残留碱液进行中和，并进一步腐蚀气缸内表面；a3.活化，通过酸液对气缸内表面进行进一步腐蚀；a4.锌转化，使气缸内表面形成锌层。5.根据权利要求3所述的缸体的槽外电镀工艺，其特征在于：步骤b中：步骤b1中，电镀液中包括：硫酸镍246-626g/L和硼酸35-45g/L；步骤b2中，电镀液中包括：硫酸镍246-626g/L、硼酸35-45g/L、碳化硅10-45g/L和电镀添加剂0.5-2.5g/L。6.根据权利要求5所述的缸体的槽外电镀工艺，其特征在于：步骤b1中，
\t电镀液pH调整为1.3-1.8，电流密度3-4A/dm2；步骤b2中，电镀液pH调整为2.2-3.8，电流密度30-40A/dm2。7.根据权利要求4所述的缸体的槽外电镀工艺，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘智勇，聂进，
申请(专利权)人：隆鑫通用动力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50