[00318293]航空用高性能环保电镀工艺

一、成果简介

目前，航空企业仍大量使用氰化电镀及六价铬钝化工艺，严重污染环境、危害人体，亟待开展无氰电镀工艺研究。基于航空电镀产品的高防护、低氢脆、高可靠性等技术需求和清洁生产的大背景，本项目开展了无氰镀锌及三价铬钝化、无氰镀铜和无氰镀银等一系列航空无氰电镀基础研究和关键技术研发，研发的具有自主知识产权的无氰镀锌及三价铬钝化技术、无氰镀铜等技术已在XX型战机中部分应用。同时，针对航空发动机中液压作动筒的耐磨需求，开展了钛合金化学镀镍预处理工艺研究，已在中国某公司进行了中试。针对发动机涡轮叶片叶尖的高温摩擦问题，提出通过复合电沉积技术制备Ni+cBN+hBN的复合高温耐磨耐蚀涂层工艺。

二、主要技术指标

（1）研制的碱性无氰镀锌槽液稳定易维护、分散能力达85%以上且覆盖能力好，并实现了镀层(110)晶面高择优取向生长；开发的三价铬钝化工艺可以赋予镀锌层优越的耐蚀性，10μm厚的无氰镀锌镀层经三价铬钝化后，中性盐雾试验912h仍未出现红锈，防护能力高出氰化镀锌；同时，镀层氢脆敏感性低，30CrMnSi等高强钢经200小时持久静载拉伸后不断裂。

（2）开发的HEDP镀铜槽液成分简单，镀液分散能力（81%）、深镀能力、整平能力（66%）均达到或超过氰化镀铜水平；HEDP镀铜工艺可以直接在钢铁零件上施镀、且镀铜层致密度高；15μm厚的HEDP镀铜层孔隙率即可降为0，厚度仅为氰化镀铜层的一半即可满足化学热处理隔离要求，具有明显的竞争力。

（3）研制的无氰镀银镀液及电镀工艺，镀层性能达到并部分超过氰化镀银指标；镀液稳定、工艺参数范围宽，阴极电流效率达98%以上，稳定性、分散能力和深镀能力优良；镀层外观白亮均匀，焊接性、导电性、抗变色性能和柔软度等满足镀银层相关国家标准要求。

三、应用情况概述

项目研发的无氰镀锌、无氰镀铜和无氰镀银工艺同时具备优异的功能性和良好的工艺性，既能满足航空工业高性能、低氢脆、安全环保型镀层技术指标要求，同时具有操作维护简单、生产成本低、绿色环保等特点，具有取代航空工业现有氰化镀锌、氰化镀铜和氰化镀银工艺的应用前景。

目前，项目研发的无氰镀锌层达到了10μm厚的镀层经三价铬钝化后即可通过912h中性盐雾试验（见图2），防护能力高出氰化镀锌，且镀层氢脆敏感性低、对基体疲劳损伤小；所制备的航空紧固件已在歼15飞机上部分试用。

研制的HEDP镀铜层致密度和防护性能好于氰化镀铜层，15μm厚的镀铜层即可满足防渗碳需求。2018年8月，航空用无氰镀铜工艺已通过了601所、航财院及沈飞公司联合组织的型号工艺评审。

研制的无氰镀银层外观白亮均匀，焊接性、导电性、抗变色性能和柔软度等满足镀银层相关国家标准要求。目前，无氰镀银工艺已通过沈飞公司评审，并制定了企业标准。