马氏体不锈钢保持架镀银工艺

刘群，付明

（中国一航空空导弹研究院，河南 洛阳 471003）

马氏体不锈钢保持架镀银工艺

刘群*，付明

（中国一航空空导弹研究院，河南 洛阳 471003）

介绍了用于X105CrMo17马氏体不锈钢保持架的电镀银工艺，其工艺流程主要包括：电化学除油，超声波清洗，酸蚀，活化-预镀镍，电镀银，干燥。采用“活化-预镀镍”前处理方法，能有效提高镀层的结合力。最佳的工艺配方及操作条件为：氯化镍240 g/L，浓盐酸126 mL/L，室温，电流密度5 ～8 A/dm2，时间10 ～ 15 min。采用该工艺可在不锈钢表面获得结合力良好的镀银层(平均厚度为18.9 μm)，适用于批量加工。

不锈钢；轴承保持架；镀银；前处理；活化；预镀镍

1 前言

不锈钢表面存在一层自然形成的富铬氧化薄膜即钝化膜。研究表明，这层钝化膜非常稳定，无孔，不易溶解，难以剥落且可自行修复[1]。电镀过程中需去除此钝化膜，以获得与基体结合良好的镀层。生产过程中一般通过前处理的酸洗、预镀等工序来去除表面钝化膜。

本文结合不锈钢保持架零件出现的镀银层结合力差的现象，通过实验，就去除钝化膜、活化零件表面等方面进行了初步探讨，找到了适合该零件的最佳前处理工艺配方，解决了镀层结合力不好的难题，最终满足了使用要求。

2 工艺介绍

2. 1 工艺要求

轴承保持架能引导并带动轴承滚动体在正确的滚道上滚动，并且可以防止轴承滚动体的脱落，它是轴承能正常工作的前提保证。在其表面镀银能够提高轴承的润滑性能，从而延长轴承的使用寿命，因此保持架的镀银质量直接影响到轴承的使用状况。一般考察的指标包括镀层外观、镀层厚度以及镀层结合力等。

本文试验的保持架材质为X105CrMo17(德国牌号)马氏体不锈钢，表面要求镀银15 ～ 20 μm。

2. 2 工艺流程

考虑到该零件材料为不锈钢，镀层厚度又较厚，为了获得合格的镀层，故将零件的前处理工艺由钢铁零件的预镀铜更换为预镀镍。该零件形状较为复杂，棱角较多，因此增加超声波除油以保证除油效果。在进行了结合力工艺试验之后，最终确定的工艺流程为：

电化学除油—热水洗—冷水洗—超声波清洗—热水洗—冷水洗—酸蚀—冷水洗—活化–预镀镍—冷水洗—电镀银—冷水洗—干燥。

2. 3 工艺参数

2. 3. 1 电化学除油

电化学除油是为了去除零件表面的油污，配方如下：

2. 3. 2 超声波清洗

超声波清洗是利用超声波的空化作用对物体表面上的污物进行撞击、剥离，以达到清洗目的。因该零件表面光洁度很高，在清洗时需注意控制好超声波的频率和清洗时间，防止零件表面产生蚀点。一般清洗5 ～ 10 min即可。

2. 3. 3 酸蚀

为了使镀层与基体结合牢固，需在100 ～ 150 g/L浓盐酸(ρ = 1.18 g/mL)的水溶液中室温酸蚀1 ～ 5 min，也就是活化处理。经过此工序后，零件表面处于活化状态。

2. 3. 4 活化–预镀镍

为了改善镀层和不锈钢基体的结合力，用以下工艺预镀镍：

该工艺使用了酸性较强的盐酸，这样即使酸蚀活化后的零件表面生成了新的钝化膜，在进入镀镍槽后，槽液中大量的盐酸也会和钝化膜发生反应，从而使其二次活化。

按此工艺方法进行预镀镍时，酸蚀后的零件需先在槽液中浸泡3 ～ 5 min，然后再通电进行预镀镍。

根据软硬酸碱理论，由于不锈钢钝化膜中的铬离子是硬酸，而酸蚀溶液中的氯离子是硬碱，因此它们之间有很强的亲和力，易生成配阴离子，牢固地吸附在零件表面，从而使零件表面与溶液之间又形成新的阻隔层。这些配阴离子在酸性介质中会被溶解掉，但水洗后不可避免地会有部分残留在零件表面，从而形成新的钝化膜[2]。因此，此工序如果用普通的预镀镍工艺，活化后零件表面生成的新钝化膜就会影响镀层与基体之间的结合力，导致镀层出现起皮、起泡现象，严重时还会造成镀层整体剥落。

2. 3. 5 电镀银

为了获得结晶细致、光亮度高的镀层，采用氰化物光亮镀银工艺，并辅以阴极移动来保证镀层的均匀性。镀银时需带电下槽，并以大电流冲击镀约1 min，然后降至正常电流进行电镀。

其中的光亮剂 A、B均为深圳华美电镀技术有限公司的产品。

3 镀层质量检验

3. 1 外观

采用目视法，镀层结晶细致、均匀，无起皮、鼓泡现象。

3. 2 厚度

采用德国 Fischerscope X射线测厚仪测得其平均厚度为18.9 μm，符合工艺要求。

3. 3 结合力

将零件放入300 °C的烘箱内，2 h后取出观察，零件表面无起泡现象，说明结合力良好。

对整批零件都进行检测，结果全部合格，满足使用要求。

4 结论

不锈钢电镀的关键就是前处理的活化、预镀等工序，不同的镀种有不同的处理方法。采用“活化–预镀镍”的前处理工艺方法可以在马氏体不锈钢上获得结合力良好的银镀层，工艺简单又能满足使用要求，是不锈钢镀银较为理想的前处理工艺方法。

[1] 陆世英, 张廷凯, 康喜范, 等. 不锈钢概论[M]. 北京: 中国科学技术出版社, 2007.

[2] 陈天玉. 不锈钢表面处理技术[M]. 北京: 化学工业出版社, 2004.

Process of silver plating on martensitic stainless steel bearing cage //

LIU Qun*, FU Ming

The process of silver plating on X105CrMo17 martensitic stainless steel bearing cage was introduced. The process flow includes electrochemical degreasing, ultrasonic cleaning, acid etching, activation and pre-nickel plating, silver plating and drying. The adhesion can be improved greatly with the activation pretreatment and pre-nickel plating. The optimal formula and conditions are as follows: NiCl2240 g/L, concentrated hydrochloric acid 126 mL/L, room temperature, current density 5-8 A/dm2, and time 10-15 min. The process has the features of good adhesion with an average Ag coating thickness of 18.9 μm and batch processing.

stainless steel; bearing cage; silver plating; pretreatment; activation; pre-nickel plating

AVIC China Airborne Missile Academy, Luoyang 471003, China

TQ153.16

A

1004 – 227X (2010) 12 – 0014 – 02

2010–08–11

2010–09–02

刘群（1983–），女，陕西汉中人，本科，工程师，主要从事表面处理工艺研究。

作者联系方式：(E-mail) monaselly@hotmail.com。

[ 编辑：吴定彦 ]