1.本发明属于表面处理技术领域，具体公开一种复杂多孔
结构件的碱性无氰
镀锌方法。
背景技术：
2.镀锌作为一种常用的钢制工件表面处理方法，广泛应用于船舶、航空、航天、兵器等领域，传统氰化镀锌工艺方法镀层均匀性、深度性能优良，但公害大、安全性低，已不再适用于批量生产，故近年来常被碱性无氰镀锌取代。
3.但常用的无氰镀锌工艺方法的均匀性及深度性能较氰化工艺仍有一定差距，因此其在进行复杂多孔结构钢制工件，尤其是直径小、孔深径比高的工件时，镀锌生产时频繁出现盲孔清洗不净、孔周围出现浅蚀坑、内凹黑点夹杂、针孔、钝化膜结合力差等质量问题，导致合格率低，因此一种适用于复杂多孔结构钢制工件镀锌工艺方法，能够达到提高加工质量，提升经济性的目的。
技术实现要素：
4.一种复杂多孔结构件的碱性无氰镀锌方法，包括结构件前处理、镀锌和镀锌后处理，具体包括如下步骤：
5.s1结构件前处理：
①
对结构件进行化学除油处理，并以流动
冷水清洗去除试剂；
②
对结构件上的孔进行吹风处理，吹净孔内残留物；
③
对结构件依次进行电化学除油、超声波除油，并交替以流动热水和流动冷水清洗；
④
对结构件进行盐酸清洗，然后以流动热水和流动冷水清洗；
⑤
对结构件上的孔进行高压水清洗；
6.s2电镀镀锌：以电镀方式进行镀锌，
所述镀液中zn
2+
与naoh的质量比为1:16～1:19、光亮剂的添加浓度不大于0.5g/l；
7.s3后处理：
①
将镀锌后的结构件以温水进行超声波清洗，并以流动冷水清洗；
②
对结构件上的孔进行高压水清洗；
③
以硝酸溶液对结构件进行出光工序处理，并以流动冷水清洗；
④
对结构件上的孔进行高压水清洗；
⑤
以钝化液对结构件进行一次钝化、二次钝化，并以流动冷水清洗；
⑥
对结构件上的孔进行高压水清洗；
⑦
以45～50℃流动温水清洗结构件，然后吹风、在60～70℃下烘干。
8.优选地，所述步骤s1结构件前处理和s3后处理中，所述流动冷水清洗的水温为15～30℃；所述流动热水清洗的水温为60～80℃。所述高压水清洗压力不低于10bar。
9.进一步地，所述，流动冷水、温水、热水的清洗时长和高压水清洗时长均为0.5～1min。
10.优选地，所述步骤s2电镀镀锌中，所述电镀的阳极为铁板或者锌板，电流密度为1～3a/dm2，温度15～40℃，电镀时间为30～50min。
11.优选地，所述步骤s2电镀镀锌中的镀液以0号锌板、符合gb/t209-2018的氢氧化钠进行配制。
12.优选地，所述步骤s2电镀镀锌中，采用耐碱滤布过滤镀液，处理镀液内悬浮的杂物。
13.进一步地，采用瓦楞钢板作为阴极对镀液进行小电流电解处理：24h内对瓦楞板小电流电解处理不少于3次，每次时间不少于1.5h，小电流电解处理中每30～50min更换一次瓦楞板。
14.优选地，所述步骤s1中，所述化学除油为：以180#航空洗涤汽油对结构件浸洗5～10min；所述电化学除油为：对结构件进行电解处理，电流密度3～6a/dm2，时长为5～20min，温度为60～80℃，电解液中含有氢氧化钠40～50g/l、磷酸钠20～30g/l和碳酸钠20～30g/l；所述超声波除油为：以超声波除油液进行超声波除油，超声波除油液中含有磷酸钠15～25g/l、碳酸钠30～40g/l；所述盐酸清洗为：以150～180g/l盐酸浸洗结构件0.5～1min。
15.优选地，所述步骤s3中，所述超声波温水洗的水温为40～60℃，清洗时长为0.5～1min；所述出光工序处理为：以5～10g/l硝酸浸泡结构件2～4s；所述一次钝化、二次钝化为：将结构件在一次钝化液中浸泡3～4s后出槽，再空气中停留2～3s，然后浸入二次钝化溶液中浸泡7～9s；所述一次钝化液中含有铬酐110～140g/l、硫酸14～16g/l、硝酸80～100g/l；所述二次钝化液浓度为一次钝化液的8％～10％。
16.优选地，对镀锌完毕的结构件进行检测，若不符合要求则进行退镀工序并重复镀锌；所述退镀工序采用退镀溶液溶解镀层，所述退镀溶液中含有盐酸180～220ml/l、若丁3～5g/l、硫脲1～3g/l。
17.本发明取得的有益效果：本发明的复杂多孔结构钢制工件的碱性无氰镀锌工艺方法，生产成本低，易于操作，保证了复杂多孔结构钢制工件表面镀锌层外观、耐蚀性、附着力等多项性能，具备一定的通用性，提高了产品合格率，同时提升了生产效率、降低了生产成本。
具体实施方式
18.为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明确，结合以下实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当说明的是，本发明并不限于以下实施例。
19.本发明的构思在于，在碱性无氰镀锌工艺的前处理部分，除传统工艺中的溶剂除油、电化学除油、酸洗及必要的水洗工序外，一是在溶剂除油后增加螺纹孔吹风工序，以保证螺纹孔内残留铁末清除干净，避免在电化学除油或镀锌工序中流出发生电化学腐蚀进而出现浅蚀坑；二是在电化学除油后增加超声波除油工序，以增强除油效果，同时可有助于祛除阳极除油过程中工件表面生成的氧化膜；三是增加盲孔高压水喷淋冲洗工序，以保证螺纹孔无杂物残留。在镀锌部分，一是相较于传统工艺要求的锌碱比1/10～1/14，增大至1/16～1/19，以增加镀层延展性，对解决镀层针孔问题效果显著；二是将光亮剂的添加量控制在0.5g/l以内，解决光亮剂过量导致的针孔及镀层脆性大引起的镀层鼓泡起皮等问题。在镀锌后处理部分，一是增加出光工序及超声波温水洗工序，保证工件钝化前表面清洁度，避免镀锌零件表面碱性溶液或其他杂物带入钝化镀液中影响钝化膜质量；二是明确钝化后热水洗温度不高于50℃，以解决钝化膜结合力差的问题；三是确定烘干温度为60～70℃，避免老化温度过高使钝化膜自修复及防护能力下降。
20.实施例1
21.一种材质为45crnimo1va(或称d6ac)的钢制h型工件，工件共有盲孔36个、孔径最小为φ2、孔深径比高达5以上，另有通孔10余个；所述工艺包括如下步骤：
22.s1结构件前处理：
①
以180#航空洗涤汽油对结构件浸洗10min进行化学除油处理，并以流动冷水清洗去除航空洗涤汽油；
②
对结构件上的孔进行吹风处理，吹净孔内残留物，尤其是铁屑等金属物质；
③
对结构件依次进行电化学除油、超声波除油，并交替以流动热水和流动冷水清洗；所述电化学除油为：对结构件进行电解处理，所述电流密度5a/dm2，时长为20min，温度为60℃，所述电解液中含有氢氧化钠40g/l、磷酸钠20g/l和碳酸钠20g/l
④
以150g/l盐酸浸洗结构件1min进行盐酸清洗，然后以流动热水和流动冷水清洗；
⑤
对结构件上的孔进行高压水清洗；
23.s2电镀镀锌：以电镀方式进行镀锌，所述镀液中zn
2+
含量为8g/l、naoh含量为140g/l、zn
2+
与naoh的质量比为1:17.5，光亮剂的添加浓度为0.2g/l；所述电镀的阳极为锌板，电流密度为3a/dm2，温度25℃，电镀时间为50min。所述镀液以0号锌板、符合gb/t209-2018的氢氧化钠进行配制。本实施例中，所用光亮剂为香草醛。
24.在镀锌的间隔期间，采用耐碱滤布过滤镀液，处理镀液内悬浮的杂物；并采用瓦楞钢板作为阴极对镀液进行小电流电解处理，以去除杂质：24h内对瓦楞板小电流电解处理不少于3次，每次时间不少于1.5h，小电流电解处理中每45min更换一次瓦楞板。
25.s3后处理：
①
将镀锌后的结构件以温水进行超声波清洗，并以流动冷水清洗；
②
对结构件上的孔进行高压水清洗；
③
以硝酸溶液对结构件进行出光工序处理，并以流动冷水清洗；
④
对结构件上的孔进行高压水清洗；
⑤
以钝化液对结构件进行一次钝化、二次钝化，并以流动冷水清洗；
⑥
对结构件上的孔进行高压水清洗；
⑦
以50℃流动温水清洗结构件，然后吹风、在65℃下烘干。
26.所述过程中高压水清理的压力不低于10bar。
27.经外观检验，所得镀层光滑、细致、均匀、光亮并呈彩虹，无盲孔内镀层不完整、孔周围出现浅蚀坑、内凹黑点夹杂等缺陷；经盐雾试验，测得盐雾时间达到144h(无白及灰黑腐蚀物)。
28.实施例2
29.一种材质为45crnimo1va(或称d6ac)的钢制h型工件，工件共有盲孔36个、孔径最小为φ2、孔深径比高达5以上，另有通孔10余个；对工件一次镀锌后进行镀层返工处理，所述工艺包括如下步骤：
30.(1)一次镀锌的镀锌前处理、镀锌、镀锌后处理及镀液维护与实施例1相同。
31.(2)镀锌层返工：退镀溶液溶解镀层，所述退镀溶液中含有盐酸210ml/l、若丁4g/l、硫脲2g/l，浸泡至镀层退净止；以流动冷水清洗h型工件，并对各孔以高压水进行冲洗1min；将冲洗后的h型工件进行钝化，所述钝化液中含有铬酐110g/l、硫酸14g/l和硝酸80g/l，在室温下浸泡8s，然后以流动冷水和流动温水洗交替清洗；然后吹风，在65℃下烘干20min；对工件进行外观检验和基体修复。
32.(3)二次镀锌的镀锌前处理、镀锌、镀锌后处理及镀液维护与实施例1相同。
33.所述镀液能够解决退镀时间短镀层退不净、退镀时间长则易造成基体过腐蚀的问题。经外观检验，实施例2镀层光滑、细致、均匀、光亮并呈彩虹，无盲孔内镀层不完整、孔周围出现浅蚀坑、内凹黑点夹杂、外表面黑斑等缺陷；经盐雾试验，实施例2的盐雾时间达到
144h(无白及灰黑腐蚀物)。
技术特征：
1.一种复杂多孔结构件的碱性无氰镀锌方法，包括结构件前处理、镀锌和镀锌后处理，其特征在于，具体包括如下步骤：s1结构件前处理：
①
对结构件进行化学除油处理，并以流动冷水清洗去除试剂；
②
对结构件上的孔进行吹风处理，吹净孔内残留物；
③
对结构件依次进行电化学除油、超声波除油，并交替以流动热水和流动冷水清洗；
④
对结构件进行盐酸清洗，然后以流动热水和流动冷水清洗；
⑤
对结构件上的孔进行高压水清洗；s2电镀镀锌：以电镀方式进行镀锌，所述镀液中zn
2+
与naoh的质量比为1:16～1:19、光亮剂的添加浓度不大于0.5g/l；s3后处理：
①
将镀锌后的结构件以温水进行超声波清洗，并以流动冷水清洗；
②
对结构件上的孔进行高压水清洗；
③
以硝酸溶液对结构件进行出光工序处理，并以流动冷水清洗；
④
对结构件上的孔进行高压水清洗；
⑤
以钝化液对结构件进行一次钝化、二次钝化，并以流动冷水清洗；
⑥
对结构件上的孔进行高压水清洗；
⑦
以45～50℃流动温水清洗结构件，然后吹风、在60～70℃下烘干。2.根据权利要求1所述的碱性无氰镀锌方法，其特征在于，所述步骤s1结构件前处理和s3后处理中，所述流动冷水清洗的水温为15～30℃；所述流动热水清洗的水温为60～80℃3.根据权利要求2所述的碱性无氰镀锌方法，其特征在于，所述，流动冷水、温水、热水的清洗时长和高压水清洗时长均为0.5～1min。4.根据权利要求1所述的碱性无氰镀锌方法，其特征在于，所述步骤s2电镀镀锌中，所述电镀的阳极为铁板或者锌板，电流密度为1～3a/dm2，温度15～40℃，电镀时间为30～50min。5.根据权利要求1所述的碱性无氰镀锌方法，其特征在于，所述步骤s2电镀镀锌中的镀液以0号锌板、符合gb/t209-2018的氢氧化钠进行配制。6.根据权利要求1所述的碱性无氰镀锌方法，其特征在于，所述步骤s2电镀镀锌中，采用耐碱滤布过滤镀液，处理镀液内悬浮的杂物。7.根据权利要求6所述的碱性无氰镀锌方法，其特征在于，采用瓦楞钢板作为阴极对镀液进行小电流电解处理：24h内对瓦楞板小电流电解处理不少于3次，每次时间不少于1.5h，小电流电解处理中每30～50min更换一次瓦楞板。8.根据权利要求1所述的碱性无氰镀锌方法，其特征在于，所述步骤s1中，所述化学除油为：以180#航空洗涤汽油对结构件浸洗5～10min；所述电化学除油为：对结构件进行电解处理，所述电流密度3～6a/dm2，时长为5～20min，温度为60～80℃，所述电解液中含有氢氧化钠40～50g/l、磷酸钠20～30g/l和碳酸钠20～30g/l；所述超声波除油为：以超声波除油液进行超声波除油，超声波除油液中含有磷酸钠15～25g/l、碳酸钠30～40g/l；所述盐酸清洗为：以150～180g/l盐酸浸洗结构件0.5～1min。9.根据权利要求1所述的碱性无氰镀锌方法，其特征在于，所述步骤s3中，所述超声波温水洗的水温为40～60℃，清洗时长为0.5～1min；所述出光工序处理为：以5～10g/l硝酸浸泡结构件2～4s；所述一次钝化、二次钝化为：将结构件在一次钝化液中浸泡3～4s后出槽，再空气中停留2～3s，然后浸入二次钝化溶液中浸泡7～9s；所述一次钝化液中含有铬酐110～140g/l、硫酸14～16g/l、硝酸80～100g/l；所述二次钝化液浓度为一次钝化液的8％～10％。
10.根据权利要求1所述的碱性无氰镀锌方法，其特征在于，对镀锌完毕的结构件进行检测，若不符合要求则进行退镀工序并重复镀锌；所述退镀工序采用退镀溶液溶解镀层，所述退镀溶液中含有盐酸180～220ml/l、若丁3～5g/l、硫脲1～3g/l。
技术总结
本发明属于表面处理技术领域，具体公开一种复杂多孔结构件的碱性无氰镀锌方法。包括结构件前处理、镀锌和镀锌后处理：在结构件前处理部分，增加对结构件上的孔进行吹风处理，吹净孔内残留物，并对结构件上的孔进行高压水清洗；在电镀镀锌步骤中，所述镀液中Zn
技术研发人员：
冮竹茵 李嘉 邓振宇 李松成 王明时
受保护的技术使用者：
辽沈工业集团有限公司
技术研发日：
2022.12.13
技术公布日：
2023/3/28
