专利名称：在铝硅合金上镀三元合金层的方法及其制品的制作方法
技术领域：
本发明涉及电镀领域，特别是一种在铝硅合金上镀三元合金层的方法及其制品。
背景技术：
铝硅合金无毒无铅特性，为其推广使用奠定了基础，虽然其成本低，但是该类材料硬度较高，电镀性能差，因此应用范围受到了限制。例如在内燃机领域中，由于不断提升的工况参数要求，铝硅合金由于其表面性能的局限而难以适应，没有一种能与之匹配的曲轴， 因此一般不可直接作为摩擦副，使其应用范围受到了限制，但由于其成本低、且具有环保、 无铅、成本低等优点，作为一种环保材料，适应国际环保要求，是一个适应环保要求的发展方向的材料。为了适用于内燃机领域，必须在其表面电镀一层质地软、减磨性能好的镀层 (例如三元合金层)，提高其表面性能，使之得到推广使用。然而由于铝硅合金的电镀性能差，与三元镀层难以结合。
发明内容
为克服现有技术中的缺点，本发明提供了一种在铝硅合金上镀三元合金层的方法，其解决铝硅合金与三元镀层难以结合的难点。本发明的另一个目的是提供上述方法制得的制品，其成本较低且表面性能能够符合使用要求。为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的一种在铝硅合金上镀三元合金层的方法，其特征在于包括以下顺序步骤除油、浸蚀、浸锌、镀镍、活化、镀三元，其中，在镀镍后用40 50克/升的氟硼酸的溶液进行活化，然后进行的镀三元工艺为 镀液包含氟硼酸铅90 120克/升、氟硼酸亚锡8 18克/升、氟硼酸铜2 3克/升、氟硼酸70 120克/升、间苯二酚5 10克/升、明胶5 10克/升，电镀温度20 25°C， 电流1. 5 2. 5A/dm2，采用阳极铅锡阳极。所述镀三元步骤后，再进行镀锡步骤。所述的除油步骤包括三氯乙烯除油和化学除油，其中化学除油工艺为溶液包含铝合金化学除油粉30 40克/升，温度50 60°C，时间5 8分钟。所述的浸蚀步骤包括碱蚀和酸蚀，其中碱蚀工艺为溶液包含Na2C0330 40克/ 升、Na3P0430 40克/升、NaOH 5 10克/升，温度50 55°C，时间1. 5-2. 5分钟；酸蚀工艺为酸溶液由硝酸氢氟酸按体积比3 1的比例组成，时间20-40秒。所述的浸锌工艺为溶液包含氧化锌16 M克/升、氢氧化钠90 110克/升、 酒石酸钾钠100 120克/升、氯化铁1. 8 2. 2克/升、硫酸铜0. 8 1. 2克/升、硫酸镍16 M克/升，反应温度为室温，时间为20 40秒。所述的镀镍工艺为溶液包含氯化镍25 35克/升、硫酸镍130 150克/升、 硫酸铵30 40克/升、柠檬糖酸钠135 145克/升、葡萄糖酸钠25 35克/升，溶液 PH值为6. 8 7. 2，电流1. 8 2. 2安/平方分米，温度50 65 °C，阴极采用电解镍板。
所述的活化在室温下进行，时间为30-60秒。所述的镀锡工艺为溶液包含氟硼酸亚锡100 150克/升、氟硼酸70 120克 /升、明胶2 10克/升、β-萘酚0.5 1克/升，温度为15 30°C。上述方法制得的制品，其在铝硅合金层上镀有三元合金层。所述的制品为轴瓦。本发明先通过一定步骤对铝硅合金表面进行处理活化，然后再在铝硅合金层上电镀一层三元合金层，解决铝硅合金与三元镀层难以结合的难点，提高了铝硅合金层的表面性能，扩大其适用范围，应用于制备轴瓦，其承载能力可以达到与铜铅材料镀三元同等的承载能力(达到50MPa以上)，而由于铝比铜便宜，使基材成本降低50%以上。
图1是本发明的轴瓦的剖面图。
具体实施例方式本发明是一种在铝硅合金上镀三元合金层的方法，包括以下顺序步骤除油、浸蚀、浸锌、镀镍、活化、镀三元、镀锡。其中除油步骤包括三氯乙烯除油和化学除油，其中化学除油工艺为溶液包含铝合金化学除油粉30 40克/升，温度50 60°C，时间5 8分钟。浸蚀步骤包括碱蚀和酸蚀，其中碱蚀工艺为溶液包含Na2C0330 40克/升、 Na3P0430 40克/升、NaOH 5 10克/升，温度50 55°C，时间1. 5-2. 5分钟；酸蚀工艺为酸溶液由硝酸氢氟酸按体积比3 1的比例组成，时间20-40秒。浸锌工艺为溶液包含氧化锌16 M克/升、氢氧化钠90 110克/升、酒石酸钾钠100 120克/升、氯化铁1. 8 2. 2克/升、硫酸铜0. 8 1. 2克/升、硫酸镍16 M克/升，反应温度为室温，时间为20 40秒。镀镍工艺为溶液包含氯化镍25 35克/升、硫酸镍130 150克/升、硫酸铵 30 40克/升、柠檬糖酸钠135 145克/升、葡萄糖酸钠25 35克/升，溶液pH值为 6. 8 7. 2，电流1. 8 2. 2安/平方分米，温度50 65 °C，阳极采用电解镍板。活化工艺室温(常温)下在40 50克/升的氟硼酸的溶液进行，时间为30-60秒。镀三元工艺为镀液包含氟硼酸铅90 120克/升、氟硼酸亚锡8 18克/升、 氟硼酸铜2 3克/升、氟硼酸70 120克/升、间苯二酚5 10克/升、明胶5 10克 /升，电镀温度20 25°C，电流1. 5 2. 5A/dm2，采用阳极铅锡阳极。镀锡工艺为溶液包含氟硼酸亚锡100 150克/升、氟硼酸70 120克/升、明胶2 10克/升、β-萘酚0.5 1克/升，温度为15 30°C。通过上述方法，可以得到铝硅合金层与三元合金层结合良好的制品。以下通过制备轴瓦为具体例子对本发明做进一步的阐述。实施例如图1所示的轴瓦，其由复合材料结合成层状，由外而内依次为钢层1、铝硅合金层2和三元合金层3。铝硅合金层材料为AlSi4MgCu合金，三元合金层为减磨镀层，材料为PbSn10Cu20制备时，先将铝硅合金层2和钢层1制成板材，然后制成轴瓦形状，再整个进行电镀。在铝硅合金层2上电镀三元合金层3的工艺如下1.三氯乙烯除油2.化学除油溶液包含铝合金化学除油粉35克/升，温度50 60°C，时间6分钟。3.碱蚀溶液包含Na2C0335克/升、Νει3Ρ0435克/升、NaOH 8克/升，温度50 55°C，时间2分钟。4.酸蚀酸溶液由硝酸氢氟酸按体积比3 1的比例组成，时间30秒。5.浸锌溶液包含氧化锌20克/升、氢氧化钠100克/升、酒石酸钾钠110克/ 升、氯化铁2克/升、硫酸铜1克/升、硫酸镍20克/升，反应温度为室温，时间为30秒。6.镀镍溶液包含氯化镍30克/升、硫酸镍140克/升、硫酸铵35克/升、柠檬糖酸钠140克/升、葡萄糖酸钠30克/升，溶液pH值为6. 8 7. 2，电流2安/平方分米， 温度50 65°C，阳极采用电解镍板。7.活化室温(常温)下在45克/升的氟硼酸的溶液进行，时间为45秒。8.镀三元镀液包含氟硼酸铅110克/升、氟硼酸亚锡13克/升、氟硼酸铜2. 5克 /升、氟硼酸90克/升、间苯氧化二酚8克/升、明胶8克/升，电镀温度20 25°C，电流 2A/dm2，采用阳极铅锡阳极。9.镀锡溶液包含氟硼酸亚锡125克/升、氟硼酸90克/升、明胶7克/升、β -萘酚0. 75克/升，温度为20°C。
权利要求
1.一种在铝硅合金上镀三元合金层的方法，其特征在于包括以下顺序步骤除油、浸蚀、浸锌、镀镍、活化、镀三元，其中，在镀镍后用40 50克/升的氟硼酸的溶液进行活化， 然后进行的镀三元工艺为镀液包含氟硼酸铅90 120克/升、氟硼酸亚锡8 18克/升、 氟硼酸铜2 3克/升、氟硼酸70 120克/升、间苯二酚5 10克/升、明胶5 10克 /升，电镀温度20 25°C，电流1. 5 2. 5A/dm2，采用阳极铅锡阳极。
2.根据权利要求1所述的在铝硅合金上镀三元合金层的方法，其特征在于所述镀三元步骤后，再进行镀锡步骤。
3.根据权利要求1所述的在铝硅合金上镀三元合金层的方法，其特征在于所述的除油步骤包括三氯乙烯除油和化学除油，其中化学除油工艺为溶液包含铝合金化学除油粉 30 40克/升，温度50 60°C，时间5 8分钟。
4.根据权利要求1所述的在铝硅合金上镀三元合金层的方法，其特征在于所述的浸蚀步骤包括碱蚀和酸蚀，其中碱蚀工艺为溶液包含Na2C0330 40克/升、Na3P0430 40 克/升、NaOH 5 10克/升，温度50 55°C，时间1. 5-2. 5分钟；酸蚀工艺为酸溶液由硝酸氢氟酸按体积比3 1的比例组成，时间20-40秒。
5.根据权利要求1所述的在铝硅合金上镀三元合金层的方法，其特征在于所述的浸锌工艺为溶液包含氧化锌16 M克/升、氢氧化钠90 110克/升、酒石酸钾钠100 120克/升、氯化铁1. 8 2. 2克/升、硫酸铜0. 8 1. 2克/升、硫酸镍16 M克/升， 反应温度为室温，时间为20 40秒。
6.根据权利要求1所述的在铝硅合金上镀三元合金层的方法，其特征在于所述的镀镍工艺为溶液包含氯化镍25 35克/升、硫酸镍130 150克/升、硫酸铵30 40克 /升、柠檬糖酸钠135 145克/升、葡萄糖酸钠25 35克/升，溶液pH值为6. 8 7. 2， 电流1. 8 2. 2安/平方分米，温度50 65 °C，阳极采用电解镍板。
7.根据权利要求1所述的在铝硅合金上镀三元合金层的方法，其特征在于所述的活化在室温下进行，时间为30-60秒。
8.根据权利要求2所述的在铝硅合金上镀三元合金层的方法，其特征在于所述的镀锡工艺为溶液包含氟硼酸亚锡100 150克/升、氟硼酸70 120克/升、明胶2 10 克/升、β-萘酚0.5 1克/升，温度为15 30°C。
9.权利要求1-8中任一方法制得的制品，其在铝硅合金层上镀有三元合金层。
10.根据权利要求9所述的制品，所述的制品为轴瓦。
全文摘要
本发明公开了一种在铝硅合金上镀三元合金层的方法及其制品，通过除油、浸蚀、浸锌、镀镍、活化、镀三元等步骤制得，其中镀镍后用40～50克/升的氟硼酸的溶液进行活化，然后进行镀三元镀液包含氟硼酸铅90～120克/升、氟硼酸亚锡8～18克/升、氟硼酸铜2～3克/升、氟硼酸70～120克/升、间苯二酚5～10克/升、明胶5～10克/升，电镀温度20～25℃，电流1.5～2.5A/dm2，采用阳极为铅锡阳极。本发明先通过一定步骤对铝硅合金表面进行处理活化，然后再在铝硅合金层上电镀一层三元合金层，解决铝硅合金与三元镀层难以结合的难点，提高了铝硅合金层的表面性能，扩大其适用范围，应用于制备轴瓦，其承载能力可以达到与铜铅材料镀三元同等的承载能力(达到50MPa以上)，而由于铝比铜便宜，使基材成本降低50％以上。
文档编号C25D3/56GK102424993SQ201110403809
公开日2012年4月25日 申请日期2011年12月7日 优先权日2011年12月7日
发明者刘志玉, 谭少伟, 黄从四, 黄文平 申请人:广东韶配动力机械有限公司