[发明专利]镀镍保护夹具及镀镍保护方法

说明书

本发明公开了一种镀镍保护夹具及镀镍保护方法。航空发动机筒状零件氮化前的镀镍保护夹具，包括用于装挂和导电的导电钩以及固接于导电钩上用于结构支承的支承杆，支承杆布设有多个用于与待处理零件的非镀镍内孔面套设连接以装夹待处理零件的装夹棒；装夹棒的自由端均朝上倾斜布设于支承杆上，以防止装挂后的待处理零件从装夹棒上脱落；多根装夹棒沿支承杆的中轴线均匀布设于支承杆两侧并处于同一平面内，导电钩布设平面与装夹棒布设平面垂直，以保证装挂于装夹棒上的待处理零件正对阳极。能够保证镍层厚度相对均匀一致，消除镀镍层针孔，使动力涡轮轴氮化后漏氮现象得到完全改善，避免了零件报废现象，提高了氮化零件质量。

技术领域

本发明涉及航空发动机零件加工技术领域，特别地，涉及一种航空发动机筒状零件氮化前的镀镍保护夹具。此外，本发明还涉及一种包括上述航空发动机筒状零件氮化前的镀镍保护夹具的航空发动机筒状零件氮化前的镀镍保护方法。

背景技术

航空发动机中有许多零件需要进行氮化处理，氮化零件大都是局部氮化，材料有结构钢(如40CrNiMoA)、不锈钢(如1Cr17Ni2)等，非氮化面可采用镀层、涂层或留加工余量等方法防护，目前非氮化面采用得是电镀防护镀层进行保护。其中，材料为结构钢的零件非氮化面一般采用电镀锡层、电镀焦磷酸盐镀铜层等防护镀层进行保护；材料为不锈钢的零件一般采用电镀镍层进行保护。

航机零件中的动力涡轮轴，材料为1Cr17Ni2，零件图如附图3所示。工艺要求内花键氮化，除内花键和内孔表面外，其余表面(包括外圆表面、两个外端面和一个内端面)不允许氮化。该零件在氮化处理时，是先对非氮化面电镀镍，然后再进氮化炉进行氮化，氮化后零件非氮化面的镍层采用硝酸进行退除(退除时将氮化面保护)。但在退除镍层过程中，外表面经常出现黑斑、凹坑等现象，经理化分析，这些缺陷是漏氮现象导致的。而漏氮是由于镍层质量不好引起，镍层质量不好这又反映在局部镍层厚度偏薄和镍层有针孔上。

现有工装夹具是采用分叉支架式装挂结构形式，零件均横卧于分叉上。造成镍层质量不好的原因主要是因为现有使用的工装夹具存在较大问题：a、装挂时部分需镀镍表面与夹具有接触，接触面镍层不能达到工艺要求；b、零件分两边装挂，零件与零件之间相互屏蔽会造成局部镍层偏薄；c、零件横卧放置在夹具上，两端的气泡来不及排出造成镍层针孔。由于以上这些问题的存在，经常出现零件因漏氮而报废现象。

发明内容

本发明提供了一种镀镍保护夹具及镀镍保护方法，以解决现有镀镍工装夹具，夹具与零件的镀镍面接触导致镍层达不到工艺要求，零件之间相互构成屏蔽，零件排气性不好，导致后续氮化过程漏氮的技术问题。

根据本发明的一个方面，提供一种航空发动机筒状零件氮化前的镀镍保护夹具，包括用于装挂和导电的导电钩以及固接于导电钩上用于结构支承的支承杆，支承杆布设有多个用于与待处理零件的非镀镍内孔面套设连接以装夹待处理零件的装夹棒；装夹棒的自由端均朝上倾斜布设于支承杆上，以防止装挂后的待处理零件从装夹棒上脱落；多根装夹棒沿支承杆的中轴线均匀布设于支承杆两侧并处于同一平面内，导电钩布设平面与装夹棒布设平面垂直，以保证装挂于装夹棒上的待处理零件正对阳极。

进一步地，装夹棒包括用于装挂零件的装挂部以及用于支承连接和保证装挂后的待处理零件的底部气流通道的过流支承部；装挂部为径向尺寸由连接端向自由端逐渐减小的锥形结构，以使待处理零件的小端面套设在装挂部后密封堵塞待处理零件小端面开孔；装夹棒的自由端还设有用于堵塞待处理零件大端面开孔的封口塞。

进一步地，封口塞上开设有用于使镀镍过程中待处理零件内孔中的多余气体得以排出的贯通排气孔，以防止待处理零件内部气体膨胀而使得待处理零件从装夹棒上松脱。

进一步地，贯通排气孔布设于封口塞的中轴线上。