CN100425738C - 一种用于制备具有梯度复合镀层的化学镀工艺 - Google Patents

一种用于制备具有梯度复合镀层的化学镀工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于制备具有梯度复合镀层的化学镀工艺。该工艺可在化学镀的镀件基体上形成疏密相间的梯度镀层，镀层与基体附着力强，镀层间结合紧密，后一镀层可弥补前面镀层缺陷，镀层致密，表面镀层还添加SiC和Al2O3耐磨介质。该工艺采用热处理除去镀层内的氢气，消除内应力，均细晶粒，镀层具有优良的耐腐蚀性和耐磨性。

Description

一种用于制备具有梯度复合镀层的化学镀工艺
技术领域
本发明涉及一种梯度复合镀层化学镀工艺，特别适用于制备耐腐蚀镀层和耐磨镀层。
背景技术
换热元件的表面腐蚀是介质的冲刷和介质中化学物质侵蚀综合作用的结果。由于换热器常用水做为热交换介质，因此水的腐蚀不容忽视。水的腐蚀主要是由于水中PH值降低，水汽渗透，溶解氧的存在以及水中有害的(Cl-，S2-等)阴离子侵蚀而引起的化学或电化学腐蚀，因此换热元件表面防腐要求防腐表面具有良好的附着力、导热性、耐温变性和较大的硬度。
化学镀技术可以解决换热元件的防腐问题，但是其施镀工艺比较复杂，多种因素影响镀层的质量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种制备具有梯度复合镀层的化学镀工艺，利用这种工艺制备的镀层具有优良的耐腐蚀性和耐磨性。
本发明的工艺流程是：
用于制备具有梯度复合镀层的化学镀工艺，该工艺分三步施镀，并在前两次施镀后分别进行热处理，在基体上形成疏密相间的梯度镀层，施镀工艺为：
第一步施镀工艺参数为：镀速控制在6～8μm/h，施镀时间60分钟，PH值控制在4.3±1，温度控制在75±2℃；
第二步施镀工艺参数为：镀速控制在11～13μm/h，施镀时间根据设计镀层厚度确定，PH值控制在4.7±1，温度控制在83±2℃；
第三步施镀工艺参数为：镀速控制在7～9μm/h，施镀时间60分钟，PH值控制在4.3±1，温度控制在80±2℃。
用于制备具有梯度复合镀层的化学镀工艺，在前两次施镀后分别进行热处理，第一次热处理工艺参数为：温度控制在200±5℃，时间90分钟；第二次热处理工艺参数为：温度控制在300±5℃，时间90分钟。
首先，进行对镀件进行镀前预处理。严格按照化学镀的镀前处理工艺处理完毕，为下步化学镀作准备。
其次，实施低磷低速镀，在镀件上镀上一层薄而致密的镀层。镀速控制在6～8μm/h，施镀时间60分钟，PH值控制在4.3±1，温度控制在75±2℃。
第三步，进行第一次热处理，除去镀层中残留的氢气和侵入基体的氢气、消除内应力、均细晶粒。热处理温度控制在200±5℃，时间90分钟。
第四步，配制高磷化学镀液，提高镀速，实行高速镀，镀速控制在11～13μm/h，施镀时间控制在90分钟，PH值控制在4.7±1，温度控制在83±2℃。
第五步，进行第二次热处理，除去镀层中残留的氢气和侵入基体中的氢气、消除内应力、均细晶粒。热处理温度控制在300±5℃，时间90分钟。
第六步，实施第三层化学镀，再在第二层镀层上镀上一层薄而致密的镀层，同时添加SiC和Al2O3颗粒，提高耐磨性能。配制低磷化学镀液，控制镀速，实行低速镀，镀速控制在7～9μm/h，施镀时间60分钟，PH值控制在4.3±1，温度控制在80±2℃。
经以上步骤处理，可以在Φ20×3的Q235B碳钢管上，得到镀层厚度为30μm左右，且镀层呈密-疏-密的梯度分布镀层。
本发明的特点是：经以上步骤处理，可以在基体上形成疏密相间的梯度镀层，镀层具有优良的耐腐蚀性和耐磨性。其优点是镀层与基体附着力强、镀层间结合紧密、后一镀层可以弥补前面镀层缺陷、基体中没有氢气残留、镀层中没有直通基体的孔隙、外层镀层致密且含有耐磨颗粒，两次热处理可以除去氢气、消除内应力、均细晶粒，添加SiC和Al2O3颗粒可以提高耐磨性能。
具体实施方式
实施案例1：在Φ20×3的Q235B碳钢管上，制备镀层厚度为30μm左右的换热管。具体实施步骤：
首先，对镀件进行镀前预处理，为下步化学镀作准备。
其次，实施低磷低速镀，在镀件上镀上一层薄而致密的镀层。主要原料配比为：硫酸镍30g/L，次亚磷酸钠35g/L，乙酸钠15g/L，乳酸钠(88％)15ml，硫酸铵15g/L，稳定剂(硫脲)不超过4mg/L。工艺参数为：镀速控制在6～8μm/h，施镀时间60分钟，PH值控制在4.3±1，温度控制在75±2℃。
第三步，进行第一次热处理，除去镀层中残留的氢气和侵入基体的氢气、消除内应力、均细晶粒。热处理温度控制在200±5℃，时间90分钟。
第四步，实施第二层化学镀，为提高施镀效率，在第一层镀层基础上，快速度上比较厚的镀层，施镀层厚度接近设计值。配制高磷化学镀液，提高镀速，实行高速镀。主要原料配比为：硫酸镍26g/L，次亚磷酸钠30g/L，乳酸9g/L，甘氨酸4g/L，EDTA二钠6g/L。工艺参数为：镀速控制在11～13μm/h，施镀时间根据设计镀层厚度确定，PH值控制在4.7±1，温度控制在83±2℃。
第五步，进行第二次热处理，除去镀层中残留的氢气和侵入基体中的氢气、消除内应力、均细晶粒。热处理温度控制在300±5℃，时间90分钟。
第六步，实施第三层化学镀，再在第二层镀层上镀上一层薄而致密的镀层，同时添加SiC和Al2O3颗粒，提高耐磨性能。配制低磷化学镀液，控制镀速，实行低速镀。主要原料配比为：硫酸镍30g/L，次亚磷酸钠35g/L，乙酸钠15g/L，乳酸钠(88％)15ml，硫酸铵15g/L，丁二酸6g/L，稳定剂(硫脲)不超过4mg/L，SiC 8g/L，Al2O3 10g/L。工艺参数为：镀速控制在7～9μm/h，施镀时间60分钟，PH值控制在4.3±1，温度控制在80±2℃。
实施案例2：在Φ20×3的Q235B碳钢管上，制备镀层厚度为40μm左右的换热管。如实施案例1所述，所不同的是：在步骤四中，把施镀时间提高30分钟，即施镀时间达到120分钟即可。

Claims (2)

1.一种用于制备具有梯度复合镀层的化学镀工艺，其特征是该工艺分三步施镀，并在前两次施镀后分别进行热处理，在基体上形成疏密相间的梯度镀层，施镀工艺为：
第一步施镀工艺参数为：镀速控制在6～8μm/h，施镀时间60分钟，PH值控制在4.3±1，温度控制在75±2℃；
第二步施镀工艺参数为：镀速控制在11～13μm/h，施镀时间根据设计镀层厚度确定，PH值控制在4.7±1，温度控制在83±2℃；
第三步施镀工艺参数为：镀速控制在7～9μm/h，施镀时间60分钟，PH值控制在4.3±1，温度控制在80±2℃。
2.根据权利要求1所述一种用于制备具有梯度复合镀层的化学镀工艺，其特征在于在前两次施镀后分别进行热处理，第一次热处理工艺参数为：温度控制在200±5℃，时间90分钟；第二次热处理工艺参数为：温度控制在300±5℃，时间90分钟。
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Assignee: Fengfan Electroplating Technology Co., Ltd., Wuhan

Assignor: Shandong University

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Contract record no.: 2009370000468

Denomination of invention: Chemical plating technology for preparing gradient composite plating coat

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License type: Exclusive license

Record date: 20091021

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