[发明专利]枪管内膛镀铬高效添加剂及其镀液

说明书

技术领域

本发明属于电镀技术中的镀铬领域，具体地说，是枪管内膛镀铬及深管零件内壁镀铬工艺的添加剂及其镀液。

背景技术

各式步枪、冲锋枪、机枪、手枪在子弹在击发过程中，枪管内膛要承受高温烧蚀、高压火药气体冲击、高温火药气体的化学腐蚀等作用，再加上枪管本身较长，孔径较小不易保养，残留在枪管内壁的杂质、腐蚀性物质使枪管极易锈蚀，造成枪管的严重破坏，影响枪械的射击精度和杀伤力。对枪管内膛镀铬处理能有效提高枪管的防腐性能，减小枪膛内壁与弹头间的摩擦力，提高弹头的离膛初速度，增加枪械的杀伤力，延长使用寿命。枪管内膛镀铬技术属深孔镀铬，已有60多年历史，经过多年的发展，枪管内膛镀铬已成为枪管防护延寿的国际通行做法，包括美国在内的世界所有国家均采用枪管内膛镀铬防护延寿。

我国从上世纪50年代从前苏联引进枪管内膛镀铬技术。其工艺和工装夹具都是从前苏联引进，并沿用至今，尽管经过数代人的努力，有了自己的深管镀铬专家、技师，深管镀铬的技术也得到一定发展，由单一常规镀铬工艺扩展到换向镀铬、快速镀铬、流动镀铬和复合镀铬，以及高效镀铬等新工艺，但是由于枪管管身长、孔径小的特点，以及弹膛及枪膛线的存在，使得枪管本身在结构上较为复杂，不利于铬层的快速、均匀的沉积，严重制约枪管内膛镀铬层的质量，给枪管镀铬带来许多困难。电镀过程中，枪管内镀液搅动困难，镀液在管内流动性差甚至不流动，随着电镀的进行，枪管内的镀液得不到及时更新，镀液的各组分浓度不均匀，镀液分散能力严重下降，使阳极电流密度不均匀，造成枪管内各部位镀铬层厚度的不均匀，影响镀层质量。同时，随着反应的进行，管身内部的镀液杂质急剧增加，电镀效率急剧降低，影响镀铬质量，严重降低一次性交验合格率，普通工艺进行枪管内膛镀铬时一次性交验合格仅为产品总量的20％左右，而一次交验合格的产品中射击校验后又有约20％的掉铬，使得枪管的返修率大，报废量大，严重制约生产。而镀铬产品的返修不同于普通机械加工，它需要退除不合格的镀层，然后重新进行电镀，因此返修成本大幅度提高，而且退镀还会造成更大的环境污染和能量消耗，对枪管镀铬来说提高一次性校验合格率是提高生产效率降低生产因素的重要指标。

枪管内膛镀铬过程中，实际参与电沉积反应的有效镀液仅为零件管身内部的镀液，管身尺寸严重限制了参与电沉积反应的有效镀液，镀件通常竖直放置，利用反应产生的气体对流带动镀液循环，使镀液中的离子成分及时更新，将各组分浓度维持在合理的工艺范围内。但是气体通过枪管上端溢出时，气体在枪管上端聚集，使零件上端镀液电阻增大，镀液受气体影响波动较大，因此枪管上端镀铬层的沉积速度降低，大部分电流用于电解水，有效电流密度严重降低，铬层氢淬严重，铬层较薄，使得零件内壁铬层出现上端薄，下端厚的“大小头”现象，镀铬层锥差大。铬层厚度的不均匀性使得铬层的保护作用难以正常发挥，如较薄的铬层耐腐性能下降，薄铬层硬度受基体材料影响较大，如果镀铬层锥差过大甚至会影响零件内壁尺寸。实际镀铬生产中，对枪管内膛镀铬都需要进行换向二次镀铬，在一镀完成后，将枪管换向，即将镀铬层较薄的上端变为二镀中的下端，由于下端镀铬层沉积速度高于上端，因此二镀过程中铬层在枪管内膛镀铬层较薄一端(一镀过程中的上端)迅速沉积在，而在二镀过程中，枪管内膛铬层较厚的一端(一镀过程中的下端)铬层沉积速度较慢，从而修复铬层的锥差，使两端铬层厚度一致。换向镀铬虽然在一定程度上解决了镀铬层的锥差问题，但是由于换向镀铬需要将枪管进行换向，枪管装卸夹具的工作量增大，严重制约了工作效率，镀铬时间延长了进一倍，同时，同一个零件需要两套夹具才能完成一镀和二镀，大大提高了成本。由于分两次镀铬，铬层的完整性较差，两次镀铬使得铬层界面间有明显的结合部，使得铬层抗冲击的能力大大下降。

径长比小、主要以内表面作为工作界面的深管零件，如气缸套筒、液压管、炮管、等零件，为了保护其工作界面也需要对这些零件内壁进行镀铬处理大大提高深管内壁耐腐蚀、耐冲击的性能，特别是对于液压轴、气缸套筒等内壁是摩擦界面的零件而言，能显著减小内壁的摩擦系数，同时铬层的高耐磨性能更是极大的延长了这类零件的工作寿命，提高工作效率。对这类零件的内壁进行镀铬，与枪管内膛镀铬类似，存在着相同的问题。气缸套筒、液压管等深管零件在实际生产中需求量大，是液压机、发动机的重要部件之一，是通用性基础零件，解决了枪管内膛镀铬的问题也就解决了这类深管零件内壁镀铬中存在的问题，从而极大的减少能源消耗，提高镀铬行业，甚至是机械制造业的生产效率，较大的降低成本。

发明内容