[发明专利]一种弧齿锥齿轮尺寸镀银的方法

说明书

技术领域

本发明属电镀领域，特别涉及一种弧齿锥齿轮尺寸镀银的方法。

背景技术

航空发动机传动部件弧齿锥齿轮按照设计图纸要求对尺牙表面进行镀银，以减少工作过程中的摩擦，降低零件在工作中的磨损程度，同时起防粘接作用。 

航空发动机传动部件弧齿锥齿轮尺牙表面进行镀银特殊性是：要将银层厚度准确地控制在5-6μm之间，即银层具有很好的均匀性，以满足发动机试车后检验标准的要求。多次试车考核结果表明：厚度低于5μm，则银层磨损严重起不到防粘接作用；厚度高于6μm，由于装配后间隙很小，工作中银层需承受与齿牙表面平行方向巨大的剪切应力，导致银层与零件基体剥离并沿齿牙表面向齿顶滑移，不能满足装配要求。

电镀过程是一种复杂的氧化还原反应过程，该过程受到多种因素的影响：电镀溶液组分、含量、电力线分布、电流密度、电源波形、溶液温度等，所得到的镀层质量也受到上述因素的影响。目前一般镀银溶液仍是采用氰化物，氰化镀银槽液具有稳定性好，便于维护，镀液分散能力强的优点，零件的银层厚度一般控制在5-8μm之间，但对于有严格装配要求的齿轮零件，银层厚度控制不准导致试车考核后银层脱落，不符合试车考核后银层完好无脱落的检验标准要求。

发明内容

针对上述问题，本发明研制出一种能够准确控制银层尺寸的方法，满足航空发动机弧齿锥齿轮尺寸镀银要求，进而满足航空发动机装配要求。

本发明一种弧齿锥齿轮尺寸镀银的方法，包括以下步骤：（1）除油，（2） 弱腐蚀，（3）预镀铜，（4）预镀银，（5）镀银，所述（5）镀银步骤中，镀银槽液的成分为：AgCl30-40g/l，总KCN 110-125g/l，游离KCN70-85 g/l， K₂CO₃≤50 g/l；

镀银过程中控制槽液的温度为15~25℃，采用的是双向脉冲电流，脉冲电源参数是：正向脉冲：频率1000Hz,工作比为20%,电流密度0.8A/dm²；负向脉冲：频率1000Hz，工作比为10%,电流密度为0.2A/ dm²，得到的银层生长速度为１μm／3min，控制镀层厚度在5-6μm之间。

所述步骤（1）除油过程中，采用碱液对弧齿锥齿轮零件除油，碱液成分为：NaOH 40-75g/l，Na₃PO₄.12H₂O 10-30 g/l，Na₂SiO₃ 3-10，Na₂CO₃ 30-100 g/l，槽液温度60-80℃，除油时间15-20min，再用热水清洗，冷水清洗干净。

所述步骤（2）弱腐蚀过程中，用盐酸若丁溶液对除油后的零件进行弱腐蚀，盐酸若丁溶液中纯HCL100-150 g/l;若丁1-2 g/l，槽液温度室温，腐蚀时间0.5-2min，腐蚀完用冷水冲洗干净。

所述步骤（3）预镀铜过程中，对弱腐蚀完的零件进行预镀铜，镀铜槽液成分为CuCN 75-90 g/l，NaCN 15-25 g/l，NaOH 10-20 g/l，Na₂CO₃＜70 g/l；电流密度2A/dm²，电镀时间1-2min，镀完铜用冷水冲洗。

所述步骤（4）预镀银过程中，对镀完铜的零件进行预镀银，镀液成分为AgCL 0.8-1.2 g/l，总KCN 80-90 g/l， 游离KCN 79-89 g/l，电流密度3A/dm²，电镀时间为1min。

为了使镀层在宏观上均匀细致，即使电镀过程中金属电结晶形核的速度较快，而晶核成长的速度较慢，则生成的晶核数量较多，晶粒较细。本发明在槽液成分含量设计中提高了游离氰化钾和总氰化钾的含量，有利于镀液中银的络合，提高了银离子在阴极表面上发生转化的速度，为快速形核提供条件。氰化钾含量高促进了阳极的溶解、提高了溶液的导电能力，促进了金属离子在零件表面的形核。同时适当的降低槽液温度（不高于25℃）能够抑制到达零件基体表面的银金属原子长大的速度。但是氰化物含量不能过高，过高时可能出现金属的非正常溶解，镀层变得粗糙。

本发明采用的是双向脉冲电源波形，跟普通的直流波形和单项脉冲波形相比，得到的镀层在致密性、均匀性、耐蚀性、耐磨性上有很大的提高。