一种摩擦电喷镀装置和工艺方法，它将金属镀层的电沉积与机械加工同步进行，包括一套专用装置，和特殊工艺方法，装置由阳极、摩擦件、阴极、镀液供送装置与回收装置组成，特殊工艺是，大电流密度，阴极与阳极之间保持固定间距，边电镀边摩擦等电沉积速度是刷镀的５－１０倍，镀层组织致密，其硬度、结合强度、内应力等项指标均满足要求。适用于机械、电子、车辆、建筑、冶金等领域的零部件维修和强化。（*该技术在2009年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及一种用电极，以电流高度集中的作用，结合特殊镀液在金属上加工或镀覆的装置及工艺方法。摩擦电喷镀技术可用于机械、电子、船舶、建筑、航空等领域中尤其是机械零件磨损尺寸或加工超差尺寸较大的零件修复领域。在机械设备零部件的维修领域里，有堆焊、热喷涂焊、等离子喷涂、普通电镀、刷镀等。堆焊用于维修易产生变形，机加工困难，成本高。若用刷镀工艺劳动强度大，喷涂工艺生产率高，但是喷涂层的结合强度低，喷涂后需磨削加工，整个修复周期和成本都比刷镀高。本专利技术的目的就是在总结刷镀技术特点基础上，提出一种金属镀层的电沉积与机械摩擦加工同时进行的新技术，它在技术上更先进，工艺方便、高效，能够提高镀层的机械性能，镀层的组织致密、晶粒细化。克服了刷镀技术劳动强度大，消耗阳极，包裹材料，镀液浪费多的缺点。专利技术是这样实现的：一种摩擦电喷镀装置和工艺方法，它将金属镀层的电沉积与机械摩擦加工同步进行，包括一套专用装置，如摩擦电喷镀电源、摩擦电喷镀装置，专用的高浓度镀液，以及特殊的工艺方法。摩擦电喷镀装置由阳极、摩擦件、镀液供送装置镀液回收装置组成，被镀工件安放在自动旋转的转台上，摩擦件固定于阳极上，阳极面板分布多个喷液孔，将被镀工件接喷镀电源的负极，阳极接喷镀电源的正极，打开电源被镀工件（阴极）随着转台自动旋转，通过镀液供送装置输送清洗液或镀液，经喷液孔喷镀工件的表面，与此同时，固定在阳极上的摩擦件与被镀工件表面直接接触，其接触面与被镀工件表面吻合，在电沉积的同时，摩擦件对镀层实现机械摩擦。实现上述技术的工艺要求和主要参数为：阳极与阴极间保持固定间距为0.7-2mm，阴极与阳极之间无任何接触并有相对运动，摩擦件以4-20米/分的相对运动速度在阴极表面滑动，镀液供送装置将4-10升/分钟流量的镀液高速连续喷射在阳极与被镀工件（阴极）之间，工作电压为8-25V，电流密度为70A/dm2-600A/dm2。摩擦电喷镀的表面预处理中，包括电净除油、水冲洗、2号活化液电解除锈、水冲洗，3号活化液电解除锈并去除杂质、水冲洗、特殊镍喷镀底层，水冲洗，高浓度镀液喷镀需要的镀层。喷镀装置的阳极通过紧固螺丝固定摩擦件，摩擦件由绝缘材料制成，其表面按照被镀工件表面仿形制造，与被镀工件表面接触滑动。阳极面板上有多个喷液孔，孔径φ1-3mm，孔距为3-10mm，喷液射线与被镀工件的表面交角为20°-90°。输液供送装置包括输液泵，输液管，阳极的注液嘴通过输液管接通输液泵，输液泵另端连接回收装置储液槽，其上装过滤网。-->槽，其上装过滤网。本专利技术具有下述特点：1.摩擦电喷镀装置阳极和阴极之间有一定间距，无任何接触，并有相对运动，故允许使用更高的电流密度，最大可达600-700A/dm2。2.配有各种不同型号和形状的阳极，阳极表面不用任何材料包裹。3.使用专门研制的摩擦电喷镀电源装置，体积小，功率大。4.使用专用的高浓度镀液，沉积速度是刷镀的5-10倍。5.在摩擦电喷镀装置中设摩擦件，在电沉积过程中，摩擦件对被镀工件同步进行机械摩擦。起到去除表面浮层和粗糙物并细化晶粒的作用。6.镀液供送装置能够实现镀液自动循环，连续供送，流量任意可调。7.镀液以一定压力和流速喷射到阴极、阳极之间。8.在整个喷镀过程中做到镀液成分、PH值、比重等物化特性的相对稳定。9.生产效率高，修复机械零件周期短，费用低。图1：摩擦电喷镀装置示意图图2：镀笔工作状态图图3：阳极正视图现结合附图进一步叙述本专利技术：参见图1，被镀工件8接电源1的负极，阳极4接电源正极，摩擦件5固定在阳极4上，镀液供送装置6包括输液泵14，输液管15，阳极的注液嘴12通过输液管15接通输液泵14其流量由流量计18，通过调节开关17调节。输液泵14另端连接回收装置储液槽7，其上装过滤网16，回液管22安装在回液盘21的底部。接通喷镀电源1以后，打开控制开关17，输液泵14开始工作，镀液3通过控制开关17、流量计18、输液管15、注液嘴12经喷液孔10向被镀工件8表面喷射镀液。与此同时，固定在阳极4上的摩擦件5对被镀工件8进行机械摩擦。由回液盘21回收喷镀后的镀液，经由回液管22流入储液槽7，在储液槽上部安装过滤网16清除镀液中的杂质。参见图2：镀笔包括电缆插孔23接电源1的正极，正极电流通过导电杆24通向阳极4，导电杆24的外部包裹手柄25、散热器26、密封垫27，用紧固螺丝28固定摩擦块5，镀液注液嘴12设于阳极4的一侧。阳极4一般由不锈钢材料做成，起导电作用，可根据被镀工件需要设计成各种型式，阳极4上还有许多小孔，作为镀液喷射输出孔。另外，作为喷镀内、外圆形工件的阳极，同时还是摩擦器体，用来固定摩擦件5，对于平板型阳极，有时极板与板体是分开的。摩擦件5一般选用天然玉石、玛瑙石等材料制作，将加工成形的摩擦件5固定在阳极上，与被镀工件表面接触滑动，散热器26一般用散热性好、导电性高、有一定耐腐蚀能力的防锈金属制成，导电杆起导电连接作用，宜选用导电性强、-->强度高的黄铜。固定摩擦件5的紧固螺丝要用表面镀铬的标准件，以便更换和防腐蚀。摩擦件是与阴极表面直接接触的绝缘体，其作用有三个：一是固定和调节阴阳极间距;二是对阴极表面产生机械摩擦;三是隔离阴阳极，起到绝缘防止短路的作用。摩擦件与阴极的接触面要与阴极表面相吻合，在镀前加工成圆弧形或平面形状等。参见图3：阳极4的正视图，注液嘴12的位置根据被镀工件需要设于阳极上方或与导电杆24的中腔相连，阳极面板形状与被镀工件表面形状吻合，多个喷液孔10分布于阳极面板上，它的安装角度要使镀液射线与被镀工件表面的交角为20°-90°，以便喷出的镀液有一定的压力和喷射速度，还要便于转台旋转轴9将镀液沿轴表面带走。阳极板上镀液喷液孔孔径φ1-3mm，孔距为：3-10mm。摩擦电喷镀镀液和清洗剂包括：电净除油液，其配方为：氢氧化钠20-30g/l;磷酸三钠40-60g/l，碳酸钠20-25g/l，氯化钠2-3g/l;2＃活化液的配方为：盐酸（含HCl36-38%）20-30g/l，氯化钠130-150g/l及少量添加剂;3＃活化液配方为：柠檬酸三钠130-150g/l，柠檬酸90-100g/l，氯化镍2-4g/l及少量添加剂;特殊镍镀液的配方为：硫酸镍396g/l，氯化镍15g/l，盐酸21g/l，羧酸69g/l;高浓度镍镀液的配方为：硫酸镍280-380g/l，柠檬酸铵200-300g/l，甲酸铵20-70g/l，磷酸钠5-30g/l，氨水100-250ml/l及少量添加剂。高浓度镍镀液的PH值为7.6摩擦电喷镀的工艺过程为：1、镀前准备：喷镀电源60A-200A 1台喷镀转台或车床1台摩擦电喷镀用镀笔2-3支镀液供送装置 1套电净液、2＃活化液、3＃活化液、特殊镍镀液、高浓度镀液各若干升丙酮、脱脂棉、棉纱、自来水适量。2、喷镀工艺过程：（1）将被镀工件8夹持在转台的旋转轴上，用丙酮擦试被镀工件8表面及邻近部位除去油污，遮蔽邻近的非镀表面;（2）开启转台9的电源，使被镀工件8转动，转动的相对速度为6-8米/分，打开喷镀电源开关1，被镀工件8接电源负极，调节工作电压为10-12伏，用电净液电解除油;（3本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种摩擦电喷镀装置和工艺方法，它将金属镀层的电沉积与机械摩擦加工同步进行，包括一套专用装置，如摩擦电喷镀电源１、摩擦电喷镀装置２、专用的高浓度电镀液３、以及特殊的工艺方法，其特征是：Ａ．摩擦电喷镀装置由阳极４、摩擦件５、镀液供送装置６、 镀液回收装置７组成，被镀工件８安放在自动旋转的转台９上，摩擦件５固定于阳极４上，阳极４面板分布多个喷液孔１０；Ｂ．将被镀工件８接喷镀电源１的负极，阳极４接喷镀电源１的正极，打开电源，被镀工件８（阴极）随着转台９自动旋转，通过镀液供送装置 ６输送清洗液或镀液，经喷液孔１０喷镀工件８的表面；与此同时，固定在阳极４上的摩擦件５与被镀工件８表面直接接触，其接触面与被镀工件８的表面吻合，在电沉积的同时，摩擦件５对镀层实现机械摩擦。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1、一种摩擦电喷镀装置和工艺方法，它将金属镀层的电沉积与机械摩擦加工同步进行，包括一套专用装置，如摩擦电喷镀电源1、摩擦电喷镀装置2、专用的高浓度电镀液3、以及特殊的工艺方法，其特征是：A.摩擦电喷镀装置由阳极4、摩擦件5、镀液供送装置6、镀液回收装置7组成，被镀工件8安放在自动旋转的转台9上，摩擦件5固定于阳极4上，阳极4面板分布多个喷液孔10；B.将被镀工件8接喷镀电源1的负极，阳极4接喷镀电源1的正极，打开电源，被镀工件8(阴极)随着转台9自动旋转，通过镀液供送装置6输送清洗液或镀液，经喷液孔10喷镀工件8的表面；与此同时，固定在阳极4上的摩擦件5与被镀工件8表面直接接触，其接触面与被镀工件8的表面吻合，在电沉积的同时，摩擦件5对镀层实现机械摩擦。2、按权利要求1所述的摩擦电喷镀装置和工艺方法，其特征是：实现上述技术的工艺要求和主要参数为：阳极4与阴极8保持固定间距为0.7-2mm，阳极与阴极之间无任何接触并有相对运动，摩擦件5以4-20米/分的相对运动速度在阴极表...
【专利技术属性】
技术研发人员：梁志杰，
申请(专利权)人：中国人民解放军装甲兵工程学院，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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