一種在金工刀具上鍍鉻的方法和有鉻層的金工刀具的製作方法
2023-06-06 19:33:46
專利名稱：一種在金工刀具上鍍鉻的方法和有鉻層的金工刀具的製作方法
技術領域：
本發明屬於金屬表面處理領域，特別是涉及金工刀具諸如銼刀、拉刀、鉸刀、絲攻等刀具表面鍍鉻的一種方法及用該方法獲得的有鉻層的金工刀具。
表面處理，特別是金屬表面處理是一項非常有用、也是非常普及的實用技術，早在一千多年前我們的祖先就已發現並能很好掌握和利用這項技術。電鍍已有一百多年的歷史，是進行裝飾保護及獲得某些新的性能的一種電化學加工技術，它有著很廣的應用範圍。鉻的熔點1900℃，硬度(HB)800-1000。鉻在潮溼的空氣中很穩定。鉻的這些特性使得它在工業上，特別是電鍍工業上有非常重要的地位。關於鉻電解沉積的實驗要追溯到上個世紀，而鍍硬鉻、松孔鍍鉻是在第二次世界大戰以後很久才得以實現。現在我們可以看到有許多零件如發動機氣缸、曲軸等為提高其耐磨性及硬度都鍍有鉻層。但就在一般金工刀具如銼刀、拉刀、鉸刀、絲攻等上鍍鉻在國外曾有報導，國內則為空白。而就鍍液成分作為裝飾性鍍鉻標準液即所謂Sargenl鍍液是鉻酐250克/升，硫酸2.5克/升;作為其它特種用途的鍍液鉻酐和硫酸的比例在120/l-80/l間變化。現有低、中、高濃度鍍液的鉻酐含量在50克/升-300克/升之間。對於不同的被鍍工件其鍍液的成分是不同的，而且使用的電流密度，鍍液的溫度也是特定的。也就是說鍍鉻過程中每一個條件的變化都會影響鉻層的質量。
現有的金工刀具，一般都採用T12A鋼或W18Cr4v合金鋼，其硬度範圍為56-68HRC，對於不同用途的刀具採用不同的材料。但是這些刀具在加工硬質合金如經過滲氮處理工具鋼、合金鋼刀具、模具和工夾具等時就顯出硬度不足、耐磨性差、壽命短等缺陷。
本發明的目的就是要提供一種在金工刀具上鍍鉻的方法和一種有鉻層的金工刀具。利用鉻的高硬度、高耐磨性對金工刀具進行鍍硬鉻，在金工刀具工作面上均勻穩固地鍍上鉻層，得到有鉻層的金工刀具，從而提高金工刀具的硬度、延長其使用壽命。由於金工刀具的特殊性，使得鍍液和鍍鉻條件與現有鍍鉻工藝有著明顯的不同，下面我們將對本發明進行詳細描述。
本發明涉及的方法，對金工刀具鍍鉻的工藝就鍍前處理和鍍後處理工序和現有鍍硬鉻工藝相同。本發明的關鍵在於被鍍金工刀具在鈍化、鍍鉻工序中鍍液鉻酐、硫酸、三價鉻的含量以及電流密度、溫度條件特別是上述幾個條件的綜合與現有方法不同以達到特殊之要求。現有鍍硬鉻的工藝條件為鉻酐250-280克/升，硫酸2.5-2.8克/升、三價鉻3-5克/升;陽極電流密度40-50安/分米2，溫度50-55℃，而本發明提供的工藝條件為鉻酐120-180克/升，硫酸1.1-2.0克/升、三價鉻5-8克/升;陽極電流密度60-120安/分米2，溫度45-50℃。低濃度鍍鉻液所鍍鉻層硬度高，並且可以採用較大的陽極電流密度。雖然一般認為採用低溫低電流密度能獲得質硬、均勻、耐磨的綜合性能好的鉻層，但合理採用較大電流密度和較高溫度不僅能得到高硬度、高耐磨鉻層，同時能提高電鍍速度。適當增加三價鉻在鍍液中的濃度雖對鉻層外觀有影響，但鉻層的硬度很好，同時還能適當提高沉積速度。就本發明涉及的方法中對陽極材料的性能及要求和現有技術相同。就使用的電鍍設備也可以是現有設備。本發明方法對金工刀具材料無特殊要求，對普通工具鋼、炭素結構鋼均可施鍍。本發明對金工刀具施鍍時鉻層厚度控制在小於10微米範圍。
採用本發明方法製成的有鉻層的金工刀具，其特徵在於金工刀具工作面鍍有10微米以下厚度的鉻層。其金工刀具坯料是現有金工刀具或只經過原工藝淬或到硬度為HPC45-58的金工刀具坯。本發明提及的有鉻層的金工刀具表面硬度可達HPC＝70，若和現有相同金工刀具相比較可延長使用命兩倍以上。
下面的實施例將對本發明涉及的內容作進一步描述。值得提出的是本發明所談金工刀具不只局限於實施例提及到的種類。
實施例一一種在金工刀具上鍍鉻的方法，具體的講是在銼刀上鍍鉻的方法。首先按常規方法對已經過工藝淬火，硬度在HPC45-48的銼刀坯進行鍍前處理，然後在鍍鉻液中進行鍍鉻。鍍鉻液的配方為鉻酐160克/升，硫酸1.5克/升、三價鉻7克/升。電鍍條件控制為陽極電流密度100安/分米2，鍍液溫度控制在48±1℃。在上述條件下電鍍3-12分鐘，最佳為8分鐘，之後按常規方法對鍍上鉻層的銼刀進行清洗、去氫等工序。
實施例二一種工作面有鉻層的銼刀，在銼刀工作面上緊密均勻地有一層鉻，其厚度大於10微米。表面硬度為HPC-70。該銼刀不僅在使用壽命上是普通銼刀的3倍以上，而且使用範圍寬，既適用於銼削硬度較高的金屬，又適用於銼削較軟金屬如銅、鉛、錫等。
權利要求
1.一種在金工刀具上鍍鉻的方法，包括對金工刀具的常規前處理和後處理，其特徵在於金工刀具在配方為鉻酐120-180克/升，硫酸1.1-2.0克/升、三價鉻5-8克/升的鍍液中，在陽極電流密度60-120安/分米，溫度為45-50℃條件下電鍍3-12分鐘。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於金工刀具在配方為∶鉻酐160克/升，硫酸1.5克/升、三價鉻7克/升的鍍液中，在陽極電流密度為100安/分米，溫度45±1℃的條件下電鍍8分鐘
3.如權利要求1或2所述的方法，其特徵在於金工刀具的坯料可以是現有普通金工刀具，也可以是只經過原工藝淬火到硬度為HP C45-58的刀具坯
4.一種有鉻層的金工刀具，其特徵在於金工刀具工作面上有一層厚度小於10微米的鉻層
5.如權利要求4所述的金工刀具，其特徵在於金工刀具的材料可以是普通工具鋼，也可以炭素結構鋼。
全文摘要
本發明涉及一種在金工刀具上鍍鉻的方法。經過常規前處理的金工刀具，在配方為鉻酐120-180克/升、硫酸1.1-2.0克/升、三價鉻5-8克/升；在陽極電流密度為60-120安/分米
文檔編號C25D3/04GK1049036SQ8910593
公開日1991年2月6日 申請日期1989年7月25日 優先權日1989年7月25日
發明者田代兵, 王安 申請人:田代兵, 王安