馬氏體不銹鋼保持架鍍銀工藝

劉群，付明

（中國一航空空導(dǎo)彈研究院，河南 洛陽 471003）

馬氏體不銹鋼保持架鍍銀工藝

劉群*，付明

（中國一航空空導(dǎo)彈研究院，河南 洛陽 471003）

介紹了用于X105CrMo17馬氏體不銹鋼保持架的電鍍銀工藝，其工藝流程主要包括：電化學(xué)除油，超聲波清洗，酸蝕，活化-預(yù)鍍鎳，電鍍銀，干燥。采用“活化-預(yù)鍍鎳”前處理方法，能有效提高鍍層的結(jié)合力。最佳的工藝配方及操作條件為：氯化鎳240 g/L，濃鹽酸126 mL/L，室溫，電流密度5 ～8 A/dm2，時(shí)間10 ～ 15 min。采用該工藝可在不銹鋼表面獲得結(jié)合力良好的鍍銀層(平均厚度為18.9 μm)，適用于批量加工。

不銹鋼；軸承保持架；鍍銀；前處理；活化；預(yù)鍍鎳

1 前言

不銹鋼表面存在一層自然形成的富鉻氧化薄膜即鈍化膜。研究表明，這層鈍化膜非常穩(wěn)定，無孔，不易溶解，難以剝落且可自行修復(fù)[1]。電鍍過程中需去除此鈍化膜，以獲得與基體結(jié)合良好的鍍層。生產(chǎn)過程中一般通過前處理的酸洗、預(yù)鍍等工序來去除表面鈍化膜。

本文結(jié)合不銹鋼保持架零件出現(xiàn)的鍍銀層結(jié)合力差的現(xiàn)象，通過實(shí)驗(yàn)，就去除鈍化膜、活化零件表面等方面進(jìn)行了初步探討，找到了適合該零件的最佳前處理工藝配方，解決了鍍層結(jié)合力不好的難題，最終滿足了使用要求。

2 工藝介紹

2. 1 工藝要求

軸承保持架能引導(dǎo)并帶動(dòng)軸承滾動(dòng)體在正確的滾道上滾動(dòng)，并且可以防止軸承滾動(dòng)體的脫落，它是軸承能正常工作的前提保證。在其表面鍍銀能夠提高軸承的潤滑性能，從而延長軸承的使用壽命，因此保持架的鍍銀質(zhì)量直接影響到軸承的使用狀況。一般考察的指標(biāo)包括鍍層外觀、鍍層厚度以及鍍層結(jié)合力等。

本文試驗(yàn)的保持架材質(zhì)為X105CrMo17(德國牌號(hào))馬氏體不銹鋼，表面要求鍍銀15 ～ 20 μm。

2. 2 工藝流程

考慮到該零件材料為不銹鋼，鍍層厚度又較厚，為了獲得合格的鍍層，故將零件的前處理工藝由鋼鐵零件的預(yù)鍍銅更換為預(yù)鍍鎳。該零件形狀較為復(fù)雜，棱角較多，因此增加超聲波除油以保證除油效果。在進(jìn)行了結(jié)合力工藝試驗(yàn)之后，最終確定的工藝流程為：

電化學(xué)除油—熱水洗—冷水洗—超聲波清洗—熱水洗—冷水洗—酸蝕—冷水洗—活化–預(yù)鍍鎳—冷水洗—電鍍銀—冷水洗—干燥。

2. 3 工藝參數(shù)

2. 3. 1 電化學(xué)除油

電化學(xué)除油是為了去除零件表面的油污，配方如下：

2. 3. 2 超聲波清洗

超聲波清洗是利用超聲波的空化作用對(duì)物體表面上的污物進(jìn)行撞擊、剝離，以達(dá)到清洗目的。因該零件表面光潔度很高，在清洗時(shí)需注意控制好超聲波的頻率和清洗時(shí)間，防止零件表面產(chǎn)生蝕點(diǎn)。一般清洗5 ～ 10 min即可。

2. 3. 3 酸蝕

為了使鍍層與基體結(jié)合牢固，需在100 ～ 150 g/L濃鹽酸(ρ = 1.18 g/mL)的水溶液中室溫酸蝕1 ～ 5 min，也就是活化處理。經(jīng)過此工序后，零件表面處于活化狀態(tài)。

2. 3. 4 活化–預(yù)鍍鎳

為了改善鍍層和不銹鋼基體的結(jié)合力，用以下工藝預(yù)鍍鎳：

該工藝使用了酸性較強(qiáng)的鹽酸，這樣即使酸蝕活化后的零件表面生成了新的鈍化膜，在進(jìn)入鍍鎳槽后，槽液中大量的鹽酸也會(huì)和鈍化膜發(fā)生反應(yīng)，從而使其二次活化。

按此工藝方法進(jìn)行預(yù)鍍鎳時(shí)，酸蝕后的零件需先在槽液中浸泡3 ～ 5 min，然后再通電進(jìn)行預(yù)鍍鎳。

根據(jù)軟硬酸堿理論，由于不銹鋼鈍化膜中的鉻離子是硬酸，而酸蝕溶液中的氯離子是硬堿，因此它們之間有很強(qiáng)的親和力，易生成配陰離子，牢固地吸附在零件表面，從而使零件表面與溶液之間又形成新的阻隔層。這些配陰離子在酸性介質(zhì)中會(huì)被溶解掉，但水洗后不可避免地會(huì)有部分殘留在零件表面，從而形成新的鈍化膜[2]。因此，此工序如果用普通的預(yù)鍍鎳工藝，活化后零件表面生成的新鈍化膜就會(huì)影響鍍層與基體之間的結(jié)合力，導(dǎo)致鍍層出現(xiàn)起皮、起泡現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成鍍層整體剝落。

2. 3. 5 電鍍銀

為了獲得結(jié)晶細(xì)致、光亮度高的鍍層，采用氰化物光亮鍍銀工藝，并輔以陰極移動(dòng)來保證鍍層的均勻性。鍍銀時(shí)需帶電下槽，并以大電流沖擊鍍約1 min，然后降至正常電流進(jìn)行電鍍。

其中的光亮劑 A、B均為深圳華美電鍍技術(shù)有限公司的產(chǎn)品。

3 鍍層質(zhì)量檢驗(yàn)

3. 1 外觀

采用目視法，鍍層結(jié)晶細(xì)致、均勻，無起皮、鼓泡現(xiàn)象。

3. 2 厚度

采用德國 Fischerscope X射線測(cè)厚儀測(cè)得其平均厚度為18.9 μm，符合工藝要求。

3. 3 結(jié)合力

將零件放入300 °C的烘箱內(nèi)，2 h后取出觀察，零件表面無起泡現(xiàn)象，說明結(jié)合力良好。

對(duì)整批零件都進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果全部合格，滿足使用要求。

4 結(jié)論

不銹鋼電鍍的關(guān)鍵就是前處理的活化、預(yù)鍍等工序，不同的鍍種有不同的處理方法。采用“活化–預(yù)鍍鎳”的前處理工藝方法可以在馬氏體不銹鋼上獲得結(jié)合力良好的銀鍍層，工藝簡單又能滿足使用要求，是不銹鋼鍍銀較為理想的前處理工藝方法。

[1] 陸世英, 張廷凱, 康喜范, 等. 不銹鋼概論[M]. 北京: 中國科學(xué)技術(shù)出版社, 2007.

[2] 陳天玉. 不銹鋼表面處理技術(shù)[M]. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2004.

Process of silver plating on martensitic stainless steel bearing cage //

LIU Qun*, FU Ming

The process of silver plating on X105CrMo17 martensitic stainless steel bearing cage was introduced. The process flow includes electrochemical degreasing, ultrasonic cleaning, acid etching, activation and pre-nickel plating, silver plating and drying. The adhesion can be improved greatly with the activation pretreatment and pre-nickel plating. The optimal formula and conditions are as follows: NiCl2240 g/L, concentrated hydrochloric acid 126 mL/L, room temperature, current density 5-8 A/dm2, and time 10-15 min. The process has the features of good adhesion with an average Ag coating thickness of 18.9 μm and batch processing.

stainless steel; bearing cage; silver plating; pretreatment; activation; pre-nickel plating

AVIC China Airborne Missile Academy, Luoyang 471003, China

TQ153.16

A

1004 – 227X (2010) 12 – 0014 – 02

2010–08–11

2010–09–02

劉群（1983–），女，陜西漢中人，本科，工程師，主要從事表面處理工藝研究。

作者聯(lián)系方式：(E-mail) monaselly@hotmail.com。

[ 編輯：吳定彥 ]