本發(fā)明涉及電鍍技術領域，具體涉及一種汽車不銹鋼尾氣裝飾件的鍍鉻方法。
背景技術：
鉻是一種微帶藍色的銀白色金屬，相對原子質(zhì)量51.99，密度6.98～7.21g/cm3，熔點為1875～1920℃，金屬鉻在空氣中極易鈍化，表面形成一層極薄的鈍化膜，從而顯示出貴金屬的性質(zhì)。
鍍鉻層具有很高的硬度，根據(jù)鍍液成分和工藝條件不同，其硬度可在很大范圍400～1200HV內(nèi)變化。鍍鉻層有較好的耐熱性，在500℃以下加熱，其光澤性、硬度均無明顯變化，溫度大于500℃開始氧化變色，大于700℃硬度開始降低。鍍鉻層的摩擦系數(shù)小，特別是干摩擦系數(shù)，在所有的金屬中是最低的。所以鍍鉻層具有很好的耐磨性。鉻鍍層具有良好的化學穩(wěn)定性，在堿、硫化物、硝酸和大多數(shù)有機酸中均不發(fā)生作用，所以鍍鉻工藝已經(jīng)成為了電鍍行業(yè)應用最廣泛的電鍍技術之一。
鍍鉻工藝對金屬的鍍層強度、耐腐蝕方面的性能有很大關聯(lián)，尤其是鍍鉻的預處理過程對鉻層影響很大，很多鍍鉻失敗都源于預處理工作不到位，如脫脂、除蠟、除油、活化不到位等問題，導致鍍鉻時質(zhì)量低下，鍍層性能達不到使用要求；電鍍的電鍍液成分、電鍍時間、電流密度大小的對電鍍質(zhì)量也有很大關系，不僅要注意鍍鉻的預處理，鍍鉻過程同樣要嚴格控制技術參數(shù)。因此，需要開發(fā)一種低成本、提高鍍鉻層硬度，又能保持鍍鉻層致密結(jié)構，還能提高鍍鉻層沉積速度的鍍鉻新技術。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明旨在提供一種汽車不銹鋼尾氣裝飾件的鍍鉻方法，采用該鍍鉻方法不僅可以使不銹鋼零部件的外觀更亮，同時增加了零部件表面的光潔度、防腐蝕性能、耐磨性，大大提高其在惡劣環(huán)境下的使用。
為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術方案如下：
本發(fā)明的汽車不銹鋼尾氣裝飾件的鍍鉻方法，包括以下步驟：
(1)化學除油：將汽車不銹鋼尾氣裝飾件浸泡于化學除油劑中，保持溫度為70-90℃，處理時間為2-6min，然后取出，用熱水沖洗干凈；
(2)陽極電化學除油：以堿性溶液為電解液，以化學除油后的裝飾件為陽極，進行電化學除油處理，電流密度為0.3-0.6A/dm2，操作溫度為65-90℃，除油時間為5-10min，處理結(jié)束后將其用熱水清洗干凈；
(3)浸酸活化：將陽極電化學除油后的裝飾件浸入強酸液中活化30-75s，然后將完成酸活化的裝飾件清洗干凈，干燥待用；
(4)電鍍：在電鍍槽中加入電鍍液，將浸酸活化后的裝飾件放入電鍍槽，先用正常電鍍電流密度的1.5-2倍的電流電鍍3-5min，然后再用正常電鍍電流進行電鍍，即得。
所述步驟(1)的化學除油劑包括十二烷基二乙醇酞胺、十二烷基硫酸鈉、OP-10乳化劑、TX-10、三乙醇胺油酸皂、天然改性非離子表面活性劑CH-3-水溶性皂-強滲透劑AA-270復合表面活性劑中的一種或一種以上的混合。
所述步驟(3)的強酸液為濃鹽酸和濃硫酸的混合物，濃鹽酸和濃硫酸的體積配比為：濃鹽酸：濃硫酸＝1:7-12。
所述步驟(4)中正常電鍍電流的密度為75-90A/dm2。
所述步驟(5)的電鍍液包括以下重量份的原料：鉻酸酐200-250份、濃硫酸1-2份、氟硅酸4-6份。
所述步驟(1)和(2)的熱水溫度為50-75℃。
所述步驟(2)的堿性溶液包括以下重量份的原料：氫氧化鈉5-30份、碳酸鈉15-45份、磷酸鈉20-100份、硅酸鈉5-15份。
本發(fā)明的有益效果為：
(1)本發(fā)明對汽車不銹鋼尾氣裝飾件進行電鍍時，先以比正常電流密度大1.5-2倍的電流對裝飾件進行短時間沖擊，可以使陰極極化增大，讓裝飾件表面迅速沉積一層鉻，然后再恢復到正常電流密度施鍍，這樣可以提高鍍鉻質(zhì)量，縮短鍍鉻時間；
(2)本發(fā)明采用化學-電化學除油的組合方法對汽車不銹鋼尾氣裝飾件的表面進行除油清潔，除油過程中產(chǎn)生的泡沫既不會產(chǎn)生氫爆，又避免了堿霧的溢出；且簡化了工藝流程，節(jié)省場地和設備，減少庫存，既改善了工作條件及環(huán)境，又創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟效益；
(3)采用本發(fā)明提供的鍍鉻方法加工出來的鍍鉻裝飾件，鍍層表面均勻、平整，電鍍液分散性好，鍍層結(jié)構致密，提高了裝飾件表面的光潔度，使其外觀更亮，且其硬度、防腐蝕性、耐磨性、結(jié)合力、耐腐蝕性、耐磨性、電化學等性能方面也有出色的表現(xiàn)，相比用常規(guī)鍍鉻方法的鍍層，具有優(yōu)秀的綜合性能，可適應各類使用環(huán)境，尤其在惡劣的使用環(huán)境下優(yōu)勢愈加明顯，具有廣闊的應用前景。
具體實施方式
下面通過實施例進一步說明本發(fā)明。應該理解的是，本發(fā)明的實施例是用于說明本發(fā)明而不是對本發(fā)明的限制。根據(jù)本發(fā)明的實質(zhì)對本發(fā)明進行的簡單改進都屬于本發(fā)明要求保護的范圍。
實施例1
本發(fā)明的汽車不銹鋼尾氣裝飾件的鍍鉻方法，包括以下步驟：
(1)化學除油：將汽車不銹鋼尾氣裝飾件浸泡于化學除油劑中，保持溫度為70℃，處理時間為2min，然后取出，用50℃的熱水沖洗干凈；
(2)陽極電化學除油：以堿性溶液為電解液，以化學除油后的裝飾件為陽極，進行電化學除油處理，電流密度為0.3A/dm2，操作溫度為65℃，除油時間為5min，處理結(jié)束后將其用50℃的熱水清洗干凈；
(3)浸酸活化：將陽極電化學除油后的裝飾件浸入強酸液中活化30s，然后將完成酸活化的裝飾件清洗干凈，干燥待用；
(4)電鍍：在電鍍槽中加入電鍍液，將浸酸活化后的裝飾件放入電鍍槽，先用正常電鍍電流密度的2倍的電流電鍍3min，然后再用正常電鍍電流進行電鍍，即得。
所述步驟(1)的化學除油劑包括十二烷基二乙醇酞胺、十二烷基硫酸鈉、OP-10乳化劑。
所述步驟(3)的強酸液為濃鹽酸和濃硫酸的混合物，濃鹽酸和濃硫酸的體積配比為：濃鹽酸：濃硫酸＝1:7。
所述步驟(4)中正常電鍍電流的密度為75A/dm2。
所述步驟(5)的電鍍液包括以下原料：鉻酸酐200g、濃硫酸1g、氟硅酸4g。
所述步驟(2)的堿性溶液包括以下原料：氫氧化鈉5g、碳酸鈉15g、磷酸鈉20g、硅酸鈉5g。
實施例2
本發(fā)明的汽車不銹鋼尾氣裝飾件的鍍鉻方法，包括以下步驟：
(1)化學除油：將汽車不銹鋼尾氣裝飾件浸泡于化學除油劑中，保持溫度為75℃，處理時間為3min，然后取出，用59℃的熱水沖洗干凈；
(2)陽極電化學除油：以堿性溶液為電解液，以化學除油后的裝飾件為陽極，進行電化學除油處理，電流密度為0.4A/dm2，操作溫度為73℃，除油時間為6min，處理結(jié)束后將其用60℃的熱水清洗干凈；
(3)浸酸活化：將陽極電化學除油后的裝飾件浸入強酸液中活化40s，然后將完成酸活化的裝飾件清洗干凈，干燥待用；
(4)電鍍：在電鍍槽中加入電鍍液，將浸酸活化后的裝飾件放入電鍍槽，先用正常電鍍電流密度的1.8倍的電流電鍍4min，然后再用正常電鍍電流進行電鍍，即得。
所述步驟(1)的化學除油劑包括OP-10乳化劑、TX-10和三乙醇胺油酸皂。
所述步驟(3)的強酸液為濃鹽酸和濃硫酸的混合物，濃鹽酸和濃硫酸的體積配比為：濃鹽酸：濃硫酸＝1:8。
所述步驟(4)中正常電鍍電流的密度為80A/dm2。
所述步驟(5)的電鍍液包括以下原料：鉻酸酐212g、濃硫酸1.2g、氟硅酸4.5g。
所述步驟(2)的堿性溶液包括以下原料：氫氧化鈉10g、碳酸鈉22g、磷酸鈉45g、硅酸鈉8g。
實施例3
本發(fā)明的汽車不銹鋼尾氣裝飾件的鍍鉻方法，包括以下步驟：
(1)化學除油：將汽車不銹鋼尾氣裝飾件浸泡于化學除油劑中，保持溫度為78℃，處理時間為4min，然后取出，用63℃的熱水沖洗干凈；
(2)陽極電化學除油：以堿性溶液為電解液，以化學除油后的裝飾件為陽極，進行電化學除油處理，電流密度為0.5A/dm2，操作溫度為77℃，除油時間為7min，處理結(jié)束后將其用65℃的熱水清洗干凈；
(3)浸酸活化：將陽極電化學除油后的裝飾件浸入強酸液中活化50s，然后將完成酸活化的裝飾件清洗干凈，干燥待用；
(4)電鍍：在電鍍槽中加入電鍍液，將浸酸活化后的裝飾件放入電鍍槽，先用正常電鍍電流密度的1.7倍的電流電鍍4min，然后再用正常電鍍電流進行電鍍，即得。
所述步驟(1)的化學除油劑為天然改性非離子表面活性劑CH-3-水溶性皂-強滲透劑AA-270的復合表面活性劑。
所述步驟(3)的強酸液為濃鹽酸和濃硫酸的混合物，濃鹽酸和濃硫酸的體積配比為：濃鹽酸：濃硫酸＝1:9。
所述步驟(4)中正常電鍍電流的密度為82A/dm2。
所述步驟(5)的電鍍液包括以下原料：鉻酸酐220g、濃硫酸1.5g、氟硅酸5g。
所述步驟(2)的堿性溶液包括以下原料：氫氧化鈉15g、碳酸鈉28g、磷酸鈉60g、硅酸鈉10g。
實施例4
本發(fā)明的汽車不銹鋼尾氣裝飾件的鍍鉻方法，包括以下步驟：
(1)化學除油：將汽車不銹鋼尾氣裝飾件浸泡于化學除油劑中，保持溫度為84℃，處理時間為5min，然后取出，用65℃的熱水沖洗干凈；
(2)陽極電化學除油：以堿性溶液為電解液，以化學除油后的裝飾件為陽極，進行電化學除油處理，電流密度為0.6A/dm2，操作溫度為83℃，除油時間為9min，處理結(jié)束后將其用75℃的熱水清洗干凈；
(3)浸酸活化：將陽極電化學除油后的裝飾件浸入強酸液中活化60s，然后將完成酸活化的裝飾件清洗干凈，干燥待用；
(4)電鍍：在電鍍槽中加入電鍍液，將浸酸活化后的裝飾件放入電鍍槽，先用正常電鍍電流密度的1.6倍的電流電鍍5min，然后再用正常電鍍電流進行電鍍，即得。
所述步驟(1)的化學除油劑包括十二烷基二乙醇酞胺、三乙醇胺油酸皂、天然改性非離子表面活性劑CH-3-水溶性皂-強滲透劑AA-270的復合表面活性劑。
所述步驟(3)的強酸液為濃鹽酸和濃硫酸的混合物，濃鹽酸和濃硫酸的體積配比為：濃鹽酸：濃硫酸＝1:11。
所述步驟(4)中正常電鍍電流的密度為86A/dm2。
所述步驟(5)的電鍍液包括以下原料：鉻酸酐235g、濃硫酸1.7g、氟硅酸5.5g。
所述步驟(2)的堿性溶液包括以下原料：氫氧化鈉23g、碳酸鈉37g、磷酸鈉80g、硅酸鈉12g。
實施例5
本發(fā)明的汽車不銹鋼尾氣裝飾件的鍍鉻方法，包括以下步驟：
(1)化學除油：將汽車不銹鋼尾氣裝飾件浸泡于化學除油劑中，保持溫度為90℃，處理時間為6min，然后取出，用75℃的熱水沖洗干凈；
(2)陽極電化學除油：以堿性溶液為電解液，以化學除油后的裝飾件為陽極，進行電化學除油處理，電流密度為0.6A/dm2，操作溫度為90℃，除油時間為10min，處理結(jié)束后將其用68℃的熱水清洗干凈；
(3)浸酸活化：將陽極電化學除油后的裝飾件浸入強酸液中活化75s，然后將完成酸活化的裝飾件清洗干凈，干燥待用；
(4)電鍍：在電鍍槽中加入電鍍液，將浸酸活化后的裝飾件放入電鍍槽，先用正常電鍍電流密度的1.5倍的電流電鍍5min，然后再用正常電鍍電流進行電鍍，即得。
所述步驟(1)的化學除油劑包括包括OP-10乳化劑、TX-10、三乙醇胺油酸皂、天然改性非離子表面活性劑CH-3-水溶性皂-強滲透劑AA-270的復合表面活性劑。
所述步驟(3)的強酸液為濃鹽酸和濃硫酸的混合物，濃鹽酸和濃硫酸的體積配比為：濃鹽酸：濃硫酸＝1:12。
所述步驟(4)中正常電鍍電流的密度為90A/dm2。
所述步驟(5)的電鍍液包括以下原料：鉻酸酐250g、濃硫酸2g、氟硅酸6g。
所述步驟(2)的堿性溶液包括以下原料：氫氧化鈉30g、碳酸鈉45g、磷酸鈉100g、硅酸鈉15g。
鍍層性能分析
試驗1鍍層厚度、硬度性能測試
表1為使用不同鍍鉻方法的不銹鋼試片的鍍層厚度和硬度，試驗設10個處理，處理1-5分別使用本發(fā)明實施例1-5提供的鍍鉻方法；處理6-10使用常規(guī)的鍍鉻方法，該方法是將不銹鋼試片精拋打磨后，使用化學除油劑清潔試片表面15min，再以LD1160為電解液，使用電流密度為8A/dm2的電流對試片進行電化學除油3min，將表面清潔完畢的試片浸入30％稀鹽酸中活化1min，然后放入含絡酐和濃硫酸的鉻酸鍍液中反刻蝕2min，反刻蝕結(jié)束后將試片漂洗干燥，放入電鍍槽中，加入電鍍液進行施鍍1-6min，電鍍液由絡酐、濃硫酸、三價鉻離子、甲基磺酸鹽等原料組成，施鍍條件為電鍍電流密度為50-65A/dm2，操作溫度為50-66℃。處理1-10均為統(tǒng)一制式的不銹鋼試片。
表1使用不同鍍鉻方法的不銹鋼試片的鍍層厚度和硬度數(shù)據(jù)表
表1
如表1所示，處理1-5的鍍層平均厚度為30.6μm，處理6-10鍍層的平均厚度為17.4μm，使用本發(fā)明的鍍鉻方法比常規(guī)方法的鍍層厚度增加75.86％，鍍層厚度明顯增加；處理1-5的鍍層厚度較大，說明電鍍的電流效率高，鍍層表面均勻，處理6-10的鍍層厚度較小，說明在電鍍過程中電流的效率低，鍍層表面粗糙、不均勻，以上數(shù)據(jù)說明本發(fā)明提供的鍍鉻方法有助于提高電流效率，提高鍍層表面平整度和電鍍液分散性；硬度高是鉻鍍層優(yōu)于其它鍍層的重要特性之一，對于鍍鉻層，尤其是功能性鍍鉻層，必須具有較高的硬度才能延長其使用壽命，處理1-5的平均硬度為1079.2HV100，處理6-10的平均硬度為770.4HV100，使用本發(fā)明的鍍鉻方法比常規(guī)鍍鉻方法的鍍層硬度增加40.08％，硬度增加幅度大，說明使用本發(fā)明提供的鍍鉻方法加工得到的零部件，具有優(yōu)秀的硬度和抗變形能力。
試驗2鍍層耐蝕性測試
使用試驗1中的10個處理試片進行鹽霧試驗，分別使用5％氯化鈉對試驗1中的10個處理試片連續(xù)噴霧72小時，結(jié)果表明：處理1和2在實驗開始的第25小時表面出現(xiàn)少許棕色點蝕現(xiàn)象，到試驗第72小時，表面棕色點蝕現(xiàn)象少量增加，處理3-5在試驗期間無棕色點蝕現(xiàn)象出現(xiàn)；處理6-10在試驗開始的第10-15小時內(nèi)，分別出現(xiàn)了不同程度的棕色點蝕現(xiàn)象，至實驗結(jié)束試片表面腐蝕嚴重，說明隨著鉻鍍層厚度的增加，鹽霧能直接到達金屬基體的裂紋和空隙的數(shù)量減少，從而提高耐蝕性，具有良好的防腐蝕性能。本文還比較了使用本發(fā)明提供的鍍鉻方法和常規(guī)鍍鉻方法得到的鍍層的不同性能，包括結(jié)合力、耐磨性、電化學等性能，使用本發(fā)明提供的鍍鉻方法的鍍層的性能均比常規(guī)鍍鉻方法的鍍層的性能優(yōu)秀，在此不一一列出。