一種鋁制汽車變速箱殼體的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及冶金技術領域，尤其涉及一種鋁制汽車變速箱殼體。
【背景技術】
[0002]在各種金屬產量中，我國的鋁產量僅次于鋼鐵，我國又是世界上電解鋁的生產大國。鋁及其合金具有比強度高，導熱、導電性好，以及可塑性和易成型等優點，已廣泛應用于各行業，其中采用鋁制的變速箱殼體越來越受到市場的關注及認可。隨著市場銅、鋅金屬的漲價，五金行業原以鋅、銅為基材的產品利潤已減少很多，而鋁的價格上漲較緩慢，更由于鋁及其合金的密度小(鋁的密度為2.7g/cm3)，與其它常用金屬相比，同樣重量的材料可多制造約三倍的零部件。很多廠家都在準備用鋁合金基材代替銅、鋅基材，但是鋁是兩性金屬，即溶于堿又溶于酸，其化學性質比較活潑，與氧的親合力較強，在大氣中極易在其表面生成一層氧化膜，是鋁合金電鍍的頭號難題。
[0003]公開號為CN1844480的發明專利申請提供一種鋁合金產品的電鍍方法，主要包括涂裝和電鍍兩個步驟，對鋁合金先涂裝再電鍍。該發明采用先涂裝后電鍍的先進工藝對鋁合金產品進行電鍍，電鍍前取消了拋光工序，采用機加工仿鏡面車方式達到外觀要求;只對產品的部分表面電鍍，比整體電鍍的原材料成本大大降低;鍍層避免了多次烘烤，大大降低了報廢率；由于電鍍時有特殊的油漆、粉末作保護，在電鍍槽液中油漆不會褪色，涂裝時不需要粘貼膠帶紙，降低了原材料成本;產品的電鍍合格率提高了 10 %左右;退鍍返修時只需退鉻，再返機加工車削，每只產品退鍍費用比全退后重新電鍍大大降低。
[0004]公開號為CN10348930的發明專利申請提供一種鋁合金電鍍方法，該方法包括下述步驟:I)將鋁合金基材化學除油，水洗，吹干;2)將化學除油，水洗，吹干后的鋁合金基材氧化，水洗，吹干;3)將氧化，水洗，吹干后的鋁合金基材活化，水洗，吹干;4)將活化，水洗，吹干后的鋁合金基材除膜，水洗;5)將除膜，水洗后的鋁合金基材第I次中和，水洗;6)將第I次中和，水洗后的鋁合金基材第I次沉鋅，水洗，退鋅;7)將第I次沉鋅，水洗，退鋅后的鋁合金基材再第2次沉鋅，水洗，退鋅;8)將第2次沉鋅，水洗，退鋅后的鋁合金基材第2次中和，水洗;9)將第2次中和，水洗后的鋁合金基材鍍瓦特鎳，即得目標產品。經實踐發現，該工藝批次之間性能不穩定，有的批次出現氣泡，表面不平整的現象，表明該工藝整體不穩定，造成廢品率尚，因而，不能滿足實際需求。

【發明內容】

[0005]本發明的目的在于提出一種鋁制汽車變速箱殼體，該變速箱殼體采用的鋁合金為在現有技術的基礎上通過調整成分而進行了改進，提高了強度設計，并在殼體外面電鍍鍍覆層，所述鍍層結合力好，外觀平整，耐腐蝕，耐摩擦，耐熱及導熱性好。
[0006]為達此目的，本發明采用以下技術方案:
[0007]—種鋁制汽車變速箱殼體，該變速箱殼體為由鋁合金基材及外面的電鍍層構成；所述鋁合金由按重量百分比計有下列組分構成:Zn:7-9%，S1: 12-14%，Cu:6-8%，Mn:2-4% ,Ti:0.8-1.2%,Re:0.3-0.5% ,Mg: 3-5%，Zr: 1-3%，N1:0.6-0.8%，余量為 Al 和不可避免的雜質;所述電鍍層由內到外依次為沉鋅層、電鍍鎳層以及最外層的鍍鎳、鉻或銅層、其中沉鋅層為3層結構，每層的厚度約為1-2μπι，電鍍鎳層的厚度約為4-6μπι，最外層的鍍鎳、鉻或銅層的厚度約為20-30μηι;其中，沉鋅層的鍍液組成及處理工藝為:氫氧化鈉60-80g/L，氧化鋅40-60g/L，酒石酸鉀鈉100-120g/L，氯化鐵3_5g/L，硝酸鈉3_5g/L ；沉鋅的溫度為30-50°C，沉鋅時間為20-40S;進行3次沉鋅處理；其中電鍍鎳層的鍍液組成及處理工藝為:NiSO4.6H20: 160-180g/L，F—:0.6-0.8mol/L，硼酸20_30g/L，(NH4)3C6H5O7:22_24g/L，糖精鈉:1-3g/L，pH值:4.8-5.4，陰極電流密度:2-4A/dm2，溫度:45-55 °C，時間:20_30min。
[0008]所述的最外層的鍍鎳、鉻或銅根據產品使用需求，采用常規工藝進行鍍鎳、鉻或銅處理即可。
[0009]本發明方法具有如下有益效果:
[0010]I)在現有技術的基礎上，對鋁合金的成分進行了調整，加入了 Re(稀土)、Zr和Ni元素，并調整了其余合金元素的含量，使得制備的鋁合金的強度比現有壓鑄合金高20%以上，且韌性依然良好，可以滿足強度要求更高的汽車結構件等零件的使用要求。
[0011]2)調整了沉鋅處理的溶液組成，以及處理條件，并進行3次處理，使得壓鑄鋁合金件具有良好的結合層性能，結合力強。實踐表明，經過上述成分、溫度、處理時間，特別是處理次數的調整，使得打底層性能大幅度提高，若沉鋅液組分含量不在上述范圍內，將導致形成指標的極度劣化。因此，找到上述含量的精確范圍，是本發明的一個關鍵的發明點所在。這是因為，調整后的沉鋅液的組成是根據調整后的鋁合金的組成成分而進行的調整設計，使得基材和打底層的成分之間相互擴散滲透，而3次處理的原因也在于此，第一次沉鋅后形成與基材的充分的擴散層，第二次沉鋅后擴散層量較第一層明顯減少，但與第一層形成良好結合，第三次沉鋅后第三層基本不與基材有擴散過渡，但與第二層的結合緊密，同時第三層作為后續鍍層的基底層保持著良好的性能。
[0012]3)在根據沉鋅處理層的特點，對電鍍鎳層的鍍液進行了優化設計，使得電鍍鎳層能較好的起到承上啟下的作用，進而保證產品的外觀平整，無氣泡現象。
[0013]4)本發明的原輔料的成本低廉，工藝簡單，易操作。
【具體實施方式】
[0014]實施例一
[0015]—種鋁制汽車變速箱殼體，該變速箱殼體為由鋁合金基材及外面的電鍍層構成；所述鋁合金由按重量百分比計有下列組分構成:Zn:7%，S1:14% ,Cu:6% ,Mn:4% ,Ti:
0.8%，Re:0.5%，Mg:3%，Zr:3%，N1:0.6%，佘量為Al和不可避免的雜質;所述電鍍層由內到外依次為沉鋅層、電鍍鎳層以及最外層的鍍鎳、鉻或銅層、其中沉鋅層為3層結構，每層的厚度約為1_2μπι，電鍍鎳層的厚度約為4-6μπι，最外層的鍍鎳、鉻或銅層的厚度約為20-30μπι;其中，沉鋅層的鍍液組成及處理工藝為:氫氧化鈉60g/L，氧化鋅60g/L，酒石酸鉀鈉100g/L，氯化鐵5g/L，硝酸鈉3g/L;沉鋅的溫度為50°C，沉鋅時間為20s;進行3次沉鋅處理;其中電鍍鎳層的鍍液組成及處理工藝為:NiSO4.6H20:180g/L，F—:0.8mol/L，硼酸20g/L，(NH4)SC6H5O7: 24g/L，糖精鈉:lg/L，pH值:5.4，陰極電流密度:2A/dm2，溫度:55 °C，時間:20min。
[0016]實施例二
[0017]—種鋁制汽車變速箱殼體，該變速箱殼體為由鋁合金基材及外面的電鍍層構成；所述鋁合金由按重量百分比計有下列組分構成:Zn:9%，S1:12%，Cu:8%，Mn:2%，T1:1.2%，Re:0.3%，Mg:5%，Zr:l%，N1:0.8%，余量為Al和不可避免的雜質;所述電鍍層由內到外依次為沉鋅層、電鍍鎳層以及最外層的鍍鎳、鉻或銅層、其中沉鋅層為3層結構，每層的厚度約為1_2μπι，電鍍鎳層的厚度約為4-6μπι，最外層的鍍鎳、鉻或銅層的厚度約為20-30μπι;其中，沉鋅層的鍍液組成及處理工藝為:氫氧化鈉80g/L，氧化鋅40g/L，酒石酸鉀鈉120g/L，氯化鐵3g/L，硝酸鈉5g/L;沉鋅的溫度為30°C，沉鋅時間為40s;進行3次沉鋅處理;其中電鍍鎳層的鍍液組成及處理工藝為:NiSO4.6H20:180g/L，F—:0.6mol/L，硼酸30g/L，(NH4)SC6H5O7: 22g/L，糖精鈉:3g/L，pH值:4.8，陰極電流密度:4A/dm2，溫度:45 °C，時間:30min。
[0018]實施例三
[0019]—種鋁制汽車變速箱殼體，該變速箱殼體為由鋁合金基材及外面的電鍍層構成；所述鋁合金由按重量百分比計有下列組分構成:Zn: 8%，S1: 13%，Cu: 7%，Mn: 3%，T1:1.0%，Re:0.4%，Mg:4%，Zr:2%，N1:0.7%，余量為Al和不可避免的雜質;所述電鍍層由內到外依次為沉鋅層、電鍍鎳層以及最外層的鍍鎳、鉻或銅層、其中沉鋅層為3層結構，每層的厚度約為1_2μπι，電鍍鎳層的厚度約為4-6μπι，最外層的鍍鎳、鉻或銅層的厚度約為20-30μπι;其中，沉鋅層的鍍液組成及處理工藝為:氫氧化鈉70g/L，氧化鋅50g/L，酒石酸鉀鈉110g/L，氯化鐵4g/L，硝酸鈉4g/L;沉鋅的溫度為40°C，沉鋅時間為30s;進行3次沉鋅處理;其中電鍍鎳層的鍍液組成及處理工藝為:NiSO4.6H20:170g/L，F—:0.7mol/L，硼酸25g/L，(NH4)3C6H5O7: 23g/L，糖精鈉:2g/L，pH值:5.1，陰極電流密度:3A/dm2，溫度:50 °C，時間:25min。
[0020]申請人聲明，本發明通過上述實施例來說明本發明的詳細工藝設備和工藝流程，但本發明并不局限于上述詳細工藝設備和工藝流程，即不意味著本發明必須依賴上述詳細工藝設備和工藝流程才能實施。所屬技術領域的技術人員應該明了，對本發明的任何改進，對本發明產品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發明的保護范圍和公開范圍之內。
【主權項】
1.一種鋁制汽車變速箱殼體，該變速箱殼體為由鋁合金基材及外面的電鍍層構成;所述鋁合金由按重量百分比計有下列組分構成:Zn:7-9%，S1:12-14% ,Cu:6-8% ,Mn:2-4%，Ti:0.8-1.2%，Re:0.3-0.5% ,Mg: 3-5% ,Zr: 1-3% ,Ni:0.6-0.8%，余量為 Al 和不可避免的雜質;所述電鍍層由內到外依次為沉鋅層、電鍍鎳層以及最外層的鍍鎳、鉻或銅層、其中沉鋅層為3層結構，每層的厚度約為1-2μπι，電鍍鎳層的厚度約為4-6μπι，最外層的鍍鎳、鉻或銅層的厚度約為20-30μπι;其中，沉鋅層的鍍液組成及處理工藝為:氫氧化鈉60-80g/L，氧化鋅40-60g/L，酒石酸鉀鈉100-120g/L，氯化鐵3_5g/L，硝酸鈉3_5g/L；沉鋅的溫度為30-50°C，沉鋅時間為20-40s ;進行3次沉鋅處理；其中電鍍鎳層的鍍液組成及處理工藝為:NiSO4.6H20: 160-180g/L，F—: 0.6-0.8mol/L，硼酸20_30g/L，(NH4)3C6H5O7: 22_24g/L，糖精鈉:l_3g/L，pH值:4.8-5.4，陰極電流密度:2-4A/dm2，溫度:45-55 °C，時間:20_30min。
【專利摘要】本發明公開了一種鋁制汽車變速箱殼體，該變速箱殼體為由鋁合金基材及外面的電鍍層構成；所述鋁合金由按重量百分比計有下列組分構成：Zn：7?9％，Si：12?14％，Cu：6?8％，Mn：2?4％，Ti：0.8?1.2％，Re：0.3?0.5％，Mg：3?5％，Zr：1?3％，Ni：0.6?0.8％，余量為Al和不可避免的雜質；所述電鍍層由內到外依次為沉鋅層、電鍍鎳層以及最外層的鍍鎳、鉻或銅層、其中沉鋅層為3層結構，每層的厚度約為1?2μm，電鍍鎳層的厚度約為4?6μm，最外層的鍍鎳、鉻或銅層的厚度約為20?30μm。
【IPC分類】C25D5/12, F16H57/032, C23C28/02, C22C21/02, C23C18/52, C25D3/12, C25D5/14
【公開號】CN105714162
【申請號】CN201610051928
【發明人】張穎
【申請人】張穎