[0001]
本发明涉及一种汽车电镀工艺，尤其涉及新能源汽车真空制动助力器电镀工艺的改进。
背景技术：
[0002]
随着新能源汽车的发展，应用于新能源汽车上的的配件也随之增多，质量要求也越来越高，越来越苛刻。常规的新能源汽车真空助力机壳经过化学除油、超声波除油、热水洗、阳极电解1#、水洗、盐酸酸洗、水洗、阳极电解2#、水洗、活化、水洗、预浸、电镀锌镍合金、水洗、脱水、吹水、烘干、下挂测量膜厚、去氢、上挂、超声热水洗、水洗、出光、水洗、钝化、水洗、吹水、烘干、下挂装箱等工序进行成品测试发现由于产品材质是20crmo，采用常规的盐酸酸洗，无论酸洗多长时间或加温酸洗，都无法保证锌镍镀层的结合力，镀层经常脱落；
[0003]
去氢以后，产品表面由于残留的水迹引起的水迹腐蚀、氧化变色，严重地影响了后面的钝化效果，外观不佳，盐雾性能难以保证。
技术实现要素：
[0004]
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种锌镍层结合牢固不易产生锈蚀现象的新能源汽车真空制动助力器机壳锌镍合金电镀工艺。
[0005]
本发明采用如下技术方案实现：
[0006]
一种新能源汽车真空制动助力器机壳锌镍合金电镀工艺，包括：
[0007]
除油步骤，去除工件表面油污；
[0008]
除锈步骤，去除表面锈蚀，裸露洁净金属外表；
[0009]
电镀步骤，在工件表面电镀锌镍合金镀层；
[0010]
钝化步骤，利用三价铬钝化液将镀层进行钝化；
[0011]
烘干步骤，烘干工件表面，老化钝化层，完毕。
[0012]
所述除油步骤包括：
[0013]
化学除油步骤，采用除油粉sf301溶液去除表面油污，保持表面清洁；
[0014]
超声波除油步骤，去除化学除油步骤中无法去除的油污，进一步清洁表面；
[0015]
热水洗步骤，去除表面残存的化学药剂；
[0016]
第一次阳极电解步骤，采用sf303a电解除油粉电解，去除表面残留油污。
[0017]
所述除锈步骤包括：
[0018]
酸洗步骤，采用均匀腐蚀空间表面，
[0019]
第二次阳极电解步骤，采用电解除油粉sf303a进行电解，将酸洗过程中在工件表面产生的挂灰通过电解清除；
[0020]
活化步骤，将第二次阳极电解步骤中在工件表面产生的氧化膜通过稀盐酸进行去除，裸露出洁净的金属外表。
[0021]
所述电镀步骤包括：
[0022]
预浸步骤，采用碱性溶液中和去除活化步骤中工件表面残留的稀盐酸；
[0023]
镀层生成步骤，将工件浸入电镀液中，在工件表面生成锌镍合金镀层；
[0024]
脱水步骤，采用n-20的脱水剂的水溶液浸泡，破坏工件表面水膜并在工件表面形成脱水剂膜；
[0025]
一次吹水步骤，利用干燥高压空气吹工件表面去除残留水迹至少重复一次吹水步骤三次；
[0026]
干燥步骤，将工件放入烘箱中烘干，自然冷却至室温；
[0027]
去氢步骤，工件送入烘箱中烘烤，去除工件上残留的氢原子；
[0028]
水洗步骤，将工件置入热水槽中超声波清洗，清除工件表面余灰，后将工件冷却至室温后放至冷水中进行冷水洗；
[0029]
出光步骤
[0030]
将冷水洗后的工件放入出光槽中浸入出光液，去除去氢步骤中工件表面生成的氧化层。
[0031]
所述钝化步骤采用三价铬钝化液，将工件置入钝化液中，在工件表面形成含铬钝化层，形成钝化层后置入水中进行水洗。
[0032]
所述钝化步骤还包括二次吹水步骤和烘干步骤，二次吹水步骤将水洗后残留的水吹干，烘干步骤将二次吹水后的工件放入烘箱中烘干，获得成品，完毕。
[0033]
所述化学除油步骤中除油粉sf301溶液中sf301含量为80～120g/l，工件浸入除油粉sf301溶液的时间为5-10min，工件浸入时间为5-10min；
[0034]
所述超声波除油步骤中，超声波频率大于等于15khz，所述超声波除油步骤中清洗溶剂为除油粉sf301溶液，所述除油粉sf301溶液中除油粉sf301含量为20-30g/l，所述超声波除油步骤的时间大于等于5min；
[0035]
所述第一次阳极电解步骤中电解液为电解除油粉sf303a溶液，所述电解除油粉sf303a溶液中电解除油粉sf303a的浓度为120～150g/l，所述第一次阳极电解步骤的电解时间为3-6min，所述电解液温度为40-60℃，所述第一次阳极电解步骤的电流密度为2-5a/dm2。
[0036]
所述酸洗步骤中混合酸溶液浓度为体积浓度30％-50％，所述工件在所述混合酸溶液中浸泡的时间为2-4min，所述混合酸以盐酸和硝酸按重量比3:7进行混合配制；
[0037]
所述第二次阳极电解步骤中电解液的温度为35-50℃，采用浓度为120～150g/l的电解除油粉sf303a溶液作为电解液进行电解，电解时间为3～6min；
[0038]
所述活化步骤中稀盐酸的浓度为按体积百分比计10～20％，所述活化步骤中活化时间为30～60s。
[0039]
所述预浸步骤中碱性溶液为氢氧化钠溶液，所述氢氧化钠溶液中氢氧化钠浓度为20～50g/l，所述预浸步骤持续时间为10～30s；
[0040]
所述镀层生成步骤中工件为电镀过程中的阴极，电镀液为碱性的zn-ni电镀液，形成含ni金属12％～16％的zn-ni合金镀层，所述电镀液中氢氧化钠含量为120～140g/l，锌离子含量为6～9g/l，镍离子含量为0.6～1.0g/l，所述镀层生成步骤中主电流强度为550～650a/飞巴，副电流强度550～650a/飞巴，电镀时间为4500～5500s，电镀液温度为20～30℃；
[0041]
所述脱水步骤中脱水剂n-20的浓度通过测量ph值控制，ph值范围9.0-9.7；
[0042]
所述干燥步骤中烘箱温度为60～80℃，烘烤时间为15-25min；
[0043]
所述去氢步骤中烘箱温度为220
±
10℃，烘烤时间为24h，去氢结束后自然冷却至室温；
[0044]
所述热水槽内热水温度为50-60℃，水洗时间为5min；
[0045]
所述出光步骤中出光液的ph值为3.0～4.0。
[0046]
所述三价铬钝化液中三价铬浓度为50～100ml/l，所述三价铬钝化液的ph值为4-5，所述钝化步骤的钝化时间为50～80s，所述烘干步骤的烘箱温度为60～80℃，所述烘干步骤的烘干时间为15min。
[0047]
相比现有技术，按照上述工艺流程，经过多次生产试验，产品各项性能都符合技术要求，盐雾试验，完全达到要求；除了168小时未出现白锈，更是2000小时都未出现红锈，远远超出了1200小时不出现红锈的要求。因而工件不易锈蚀且采用多个步骤进行表面处理，增强了镀层和工件之间的结合力，镀层结合力度强，不易脱落。
具体实施方式
[0048]
下面，结合具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
[0049]
一种新能源汽车真空制动助力器机壳锌镍合金电镀工艺，包括：
[0050]
除油步骤，凡需电镀或表面处理的产品，大多数表面都有一定的油污或锈蚀。油污不去除，或电镀不上，或碱性条件下即使上有镀层也存在结合力不良问题，因此，必须进行除油处理。采用碱与表面活性剂的混合溶液，在较高温度下，通过碱的皂化作用、表面活性剂的乳化作用去除产品表面的油污。我司采用sf301除油粉，由碱和表面活性剂组成。采用除油粉sf301溶液去除表面油污，保持表面清洁；除油粉sf301溶液中sf301含量为80～120g/l，工件浸入除油粉sf301溶液的时间为5-10min，工件浸入时间为5-10min。
[0051]
在化学除油完成后进行超声波除油，去除化学除油步骤中无法去除的油污，进一步清洁表面。超声波除油中清洗溶剂为除油粉sf301溶液，所述除油粉sf301溶液中除油粉sf301含量为20-30g/l，所述超声波除油步骤的时间大于等于5min。由超声波发生器发出高频(频率≥15khz)发生的高频震荡信号，通过换能器转换成机械震荡而传播到介质清洗溶剂中，超声波在清洗液中疏密相间的向前辐射，使液体流动而产生数以万计的微小气泡，存在于液体中的微小气泡(空化核)在声场的作用下振动，当声压达到一定值时，气泡迅速增长，然后突然闭合，在气泡闭合时产生冲击波，在其周围产生上千个大气压力，破坏不溶性污物而使它们分散于清洗液中，当团体粒子被油污裹着而粘附在清洗件表面时，油被乳化，固体粒子即脱离，从而达到清洗件表面净化的目的。超声波除油，对于工件中边角、深孔等处除油效果十分显著。
[0052]
在超声波除油完成后，再次进行电解除油，采用阳极电解，工件作为阳极，表面产生大量的氧气，将产品表面的油膜“撕裂”成无数小块，不断的为表面活性剂所包裹，从而离开产品表面，使产品表面亲水湿润，达到除油的作用。除了阳极电解除油，还有阴极电解除油，即产品作为阴极，表面产生氢气，电解除油的效果大大优于化学除油，采用303a电解除油粉，由碱和表面活性剂组成，其中，电解除油粉sf303a溶液中电解除油粉sf303a的浓度为
120～150g/l，所述第一次阳极电解步骤的电解时间为3-6min，所述电解液温度为40-60℃，所述第一次阳极电解步骤的电流密度为2-5a/dm2。不采用阴极电解法，阴极电解过程中在工件表面会形成大量氢气，容易使得工件出现“氢脆”现象，增大工件的脆性。
[0053]
在除油完成后需进行除锈步骤，由于原料本身即有生锈现象，不加以去除，或电镀不上，或结合力不好，或外观不良，因此必须酸洗除锈。常用盐酸作为酸洗液，一是除锈，二是对产品基材表面进行轻微的腐蚀，增加结合力。鉴于该产品材质的特殊性，采用常规的盐酸酸洗无法解决结合力不良的问题，于是采用自己研究配制的混合酸，对产品表面进行有效的均匀轻微的腐蚀，保证了镀层的结合力。此为保证锌镍镀层结合力的关键。混合酸溶液浓度为体积浓度30％-50％，所述工件在所述混合酸溶液中浸泡的时间为2-4min，所述混合酸以盐酸和硝酸按重量比3:7进行混合配制，除锈效果更好，锈面残留少。在酸洗后表面会有一层轻微的挂灰，不去除则会严重影响结合力，因此再次进行电解(第二次阳极电解)，电解时间、电解液温度、电解除油粉sf303a的浓度和电流密度参数与第一次阳极电解中参数一致，第二次阳极电解在工件表面产生大量氧气，将产品表面的挂灰去除干净，保证产品表面清洁，保证结合力。在第二次阳极电解后，产品表面会有一层碱性的氧化膜，采用较稀的盐酸将之去除，裸露出洁净的金属外表，保证电镀后的结合力。其中稀盐酸浓度为按体积百分比计算10～20％。活化后即进入电镀步骤。
[0054]
电镀步骤在直接电镀之前增加预浸步骤，将工件浸入氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液中氢氧化钠浓度为20～50g/l，持续时间为10～30s。由于活化后的产品，虽经过水洗，但表面还是微显酸性，如果直接进入碱性锌镍槽液中，会中和镀液中的氢氧化钠，增加氯离子等有害杂质的含量，影响镀液稳定和性能，因此，在活化和镀槽之间增加一道预浸槽，将活化后产品表面极少量的酸中和掉，保证镀液的稳定。
[0055]
工件预浸后进行电镀，生成镀层，将工件浸入电镀液中，工件为电镀过程中的阴极，电镀液为碱性的zn-ni电镀液，形成含ni金属12％～16％的zn-ni合金镀层，所述电镀液中氢氧化钠含量为120～140g/l，锌离子含量为6～9g/l，镍离子含量为0.6～1.0g/l，所述镀层生成步骤中主电流强度为550～650a/飞巴，副电流强度550～650a/飞巴，主电流用于工件电镀。电镀时间为4500～5500s，电镀液温度为20～30℃；在碱性条件下，zn
2+
和ni
2+
都是通过络合剂以络合离子的形式存在的，在直流电的作用下，zn
2+
和ni
2+
得到电子，变成金属zn和金属ni共同沉积在产品表面，形成zn-ni合金；通过控制zn
2+
和ni
2+
浓度比，来控制镀层中金属ni的含量在12％～16％之间，其余的为金属zn。
[0056]
电镀液中氢氧化钠起导电作用，同时与锌离子形成稳定性较弱的络合物，保证锌离子不产生沉淀。锌离子提供合金镀层中所需要的金属锌，通过锌球的溶解来补充。镍离子：提供合金镀层中所需要的金属镍，电镀过程中通过镍盐溶液补充。
[0057]
电镀完成后需要进行水洗，去除电镀液，水洗后在工件表面会形成均匀的水膜，因此需要采用脱水剂进行去水，采用n-20的脱水剂的水溶液浸泡，脱水剂又叫憎水剂，其作用是让产品的表面由亲水状态变为不亲水状态。工件经过浸泡后，表面的水不再呈均匀连续的水膜状态，只剩下极少量的水，而且呈细小的少量的水珠状，便于后面吹水时，能将水吹得干干净净，产品表面基本不再留有水迹，同时，脱水剂是一种有机物，在产品表面形成脱水剂膜，能起到保护镀层的作用。在后续去氢步骤时，高温、长时间的条件下，锌作为两性金属，极易氧化变色；如有残存水迹，也极易腐蚀，对去氢步骤后再进行钝化极为不利。使用这
一道脱水工艺，由于有脱水剂膜的保护，减少了水迹、阻隔了氧化变色，对后面的钝化处理极为有利。浓度是通过测量ph值来控制的，范围9.0-9.7，定期更换。
[0058]
吹水步骤去除工件表面残存的水迹，吹水步骤反复吹三遍，将产品外表和内腔的水珠吹得干干净净。压缩空气机要定期排水，保证吹气干燥，否则产品表面会有水迹，严重的会有黑点、黑斑，只能重新返镀。吹水后将工件放入60～80℃的烘箱中烘烤15-25min，保持工件表面干燥。
[0059]
干燥后将工件自然冷却到室温后进入专用的烘箱，烘箱温度220
±
10℃，烘烤去氢24小时，目的是为了将镀层中或渗入基材里的氢原子驱除，消除氢脆。24小时后再次自然冷却到室温。
[0060]
去氢完成后进入50-60℃的热水槽中，开启超声波，清洗5min。产品高温、长时间去氢后，表面的有机物脱水剂已经彻底挥发分解，此时产品进入水中，表面完全亲水，后面的钝化可以顺利进行，在热水槽中超声水洗，无非是将憎水剂挥发分解后可能残留在产品表面的余灰清洗干净。在热水水洗完成后进入冷水水洗，冷水洗后进入出光槽，出光液采用柠檬酸进行配置，控制ph值3-4，呈微酸性。产品去氢后，表面会有一层很薄的氧化层，进入出光液，将氧化层中和掉，便于后面钝化的进行。
[0061]
钝化步骤将工件浸在含铬(三价铬)的钝化液中，三价铬的钝化液浓度为50～100ml/l，控制ph值4-5，钝化时间为50-80s钝化过程中三价铬与锌的反应，在镀层表面形成成份复杂的含铬钝化膜保护层。三价铬污染很小，为环保型的钝化。
[0062]
钝化完成后将工件放入60～80℃的烘箱中烘烤15min，对钝化层进行老化处理，钝化后外观均匀，按照上述工艺流程，经过多次生产试验，产品各项性能都符合技术要求，盐雾试验，完全达到要求；除了168小时未出现白锈，更是2000小时都未出现红锈，远远超出了1200小时不出现红锈的要求。因而工件不易锈蚀且采用多个步骤进行表面处理，增强了镀层和工件之间的结合力，镀层结合力度强，不易脱落。
[0063]
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。