1. 修复目的物
材料为321不锈钢结晶缸主轴长5.6m,轴承部位直径尺寸为ø140,自重400kg,轴承部位尺寸单边超差5~8mm,损伤面积达19600m㎡,采用电刷镀修复工艺。
2. 刷镀工艺
①. 清洗
机械处理后用汽油清洗,擦干,非镀表面绝缘处理。
②. 电净
用1号电净液(见表4-42)进行电净,正接,电压12V,时间20s,后温水冲洗。
③. 活化
a. 先用2号活化液(见表4-43)进行活化。反接,电压12V,时间15s,温水冲洗。
b. 再用3号活化液(见表4-43)活化。反接,电压18V,时间20~30s,后温水冲洗。
c. 再用1号活化液(见表4-43)活化。反接,电压12V,时间20s,后温水冲洗。
d. 最后用1号活化液再活化。正接,电压12V,时间15s,不用水冲洗,直接打底层。
④. 打底层
a. 用特殊镍液(见表4-44配方1)无电擦拭3~5秒。
b. 闪镀特殊镍,正接,电压18V.时间至表面呈现均匀的淡黄色镍层。
C. 刷镀特殊镍,正接,电压14V,阴阳极相对运动速率为20m/min,时间20秒,温水冲洗。
⑤. 刷镀工作层与中间层
a. 快速镀镍液(表4-45配方1)无电擦拭3~55秒。
b. 快速镀镍立即起镀,电压13V,正接,阴阳极相对运动速率为20m/min,时间20min,不用水冲洗。
c. 立即用特殊镍无电擦拭3~5秒。
d. 立即起镀特殊镍,正接,电压14V,速率同上,时间3~5min,温水冲洗。
e. 再用快速镍无电擦拭3~5秒。
f. 起镀快速镍、正接,电压12V,速率同上,在刷镀过程中打磨1~2次,时间直到刷镀至比图纸要求最大尺寸高出2~3mm为止。
g. 抛光,其尺寸比最大尺寸高1.5~2mm。
⑥. 强化处理
抛光后,立即用沸水对刷镀层进行冲洗两次。擦干,涂机油。经过使用表明,主轴一直运行正常,镀层与基体结合良好,表明刷镀工艺成功。
3. 工艺分析
①. 加强表面预处理
采用电净和活化处理,活化是除去被刷镀工件表面的氧化膜和杂质,使基体表面露出新鲜的金属晶格,使镀层与基体表面结合良好。2号活化液中的盐酸对表面氧化物有较高的浸蚀能力,其中氯化钠能促使该轴表面氧化皮疏松,起到快速刻蚀的作用,有效去掉表面氧化皮,但同时又在该表面上形成碳化物等,继而采用3号活化液,反接,其中的有机酸能有效地除去碳化物。由于反接,工件为阳极,析氧较剧烈,使表面形成新的致密氧化膜,故3号活化液活化后,要用1号活化液活化反接处理一下,立即正接处理,在表面生成新生态氢,将表面残留的微量氧化膜还原,从而保证刷镀层与轴基体的结合强度。
②. 采用特殊镍打底
在特殊镍镀液中含有盐酸,对轴表面氧化物有较高的浸蚀作用和对基体有蚀刻作用,其中乙酸对pH有稳定的缓冲作用,同时,刻镀液有较宽的温度范围,这样能更彻底地消除该轴表面残留的或瞬间产生的氧化膜,以保证良好的结合力。
③. 高压闪镀镍
由于大轴是由多种金属元素组成的不锈钢,必须采用高压闪镀法,在强电场作用下,在该轴表面合金层瞬间得到单一的完整的镍层。
④. 无电擦拭
其目的是防止由于镀液在基体表面的分布不均而形成浓差极化,影响刷镀层与基体的结合力。
⑤. 工序间的热水冲洗
其目的是使轴表面温度与镀液温度尽量接近,减少由于温度差大造成的镀层与基体之间的应力。
⑥. 刷镀中间适时打磨
随着镀层的加厚,镀笔由于内阻而造成温度增加,沉积速率加快。使镀层内应力加大,易产生微裂纹、剥离现象,适时打磨可以起到阳极降温作用。
⑦. 特殊镍与快速镍交替刷镀加打磨
为解决镀层单边过层,应力增加,中间层采用了特殊镍镀层。如果镀层很厚,必须采用特殊镍与快速镍交替刷镀加打磨的办法。
⑧. 特殊镍与快速镍阴阳极相对运动速率比常规大
其目的是缩短刷镀时间,缩短与空气的接触时间,提高刷镀效率,降低镀层孔隙率。
⑨. 刷镀尺寸比最大尺寸加厚2~3mm,由于轴类材质导热性能较差,随着刷镀时间的增长,使刷镀部位外表面温度上升,使该轴表面线膨胀2~3mm。故该轴被刷镀部位抛光后仍比最大要求尺寸高出1.5~2.0mm,否则将造成返工。
⑩. 沸水二次强化
轴最后用沸水连续冲洗的目的是使刷镀层的强度增大。