CN101532129A

CN101532129A - Ni-P-(Ni/SiC)p复合镀层制备的工艺方法

Info

Publication number: CN101532129A
Application number: CN200810137036A
Authority: CN
Inventors: 宿辉
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-08-29
Filing date: 2008-08-29
Publication date: 2009-09-16

Abstract

本发明公开了一种实现Ni－P－(Ni/SiC)_P复合镀层制备的工艺，特点是以表面修饰、改性后的碳化硅复合粒子为第二相粒子，制备镍磷化学复合镀层，提高了粒子在镀层中的分散程度、与镀层的结合力，镀层的硬度、耐磨性及抗高温性能。该发明属于表面技术、材料制备领域。其结果能广泛应用于机械、电子工业、汽车工业、石油化工、民用等多个领域。采用该种制备方法对原料及生产设备要求低，过程可控性强，所得产品镀层均匀、连续质量高。

Description

Ni-P-(Ni/SiC)p复合镀层制备的工艺方法

一、技术领域

本发明涉及一种实现Ni-P-(Ni/SiC)_P复合镀层制备的工艺方法，特点是以表面修饰、改性后的碳化硅复合粒子为第二相粒子，制备Ni-P化学复合镀层，该发明属于表面技术、材料制备领域。

二、背景技术

材料的磨损和腐蚀是材料损耗的重要原因，整体改变材料组成又大大提高了相应成本，材料的表面处理技术应运而生，成为材料领域的研究热点之一，化学复合镀作为一项环保型的表面处理技术，越来越显示出其重要性。(SiC)_P具有硬度高、耐磨、耐腐蚀等优点，被广泛地用来制备镍磷化学复合镀层，有关这方面的文章或专利如：高加强等。超细SiC对Ni-P化学合金镀层组织结构的影响[J]，机械工程材料，2006.7；蔡莲淑等。Ni-P-SiC(纳米)化学复合镀工艺的研究[J]，表面技术，2003.5；张树生等.一种高磷Ni-P-SiC复合镀层及其制备工艺，申请号200710015538.X。但从目前采用化学镀方法所得到的试验结果分析，裸(SiC)_P直接使用时，还存在一些关键的技术问题需要解决，如：纳米、微米SiC的尺寸极小导致单个SiC粒子的表面能很高，易吸附其它物质或微粒，引起团聚，使SiC的实际使用效果降低；当(SiC)_P为第二相粒子时，(SiC)_P的共价键与金属基体的金属键之间的本质差别，使界面润湿性能差，颗粒易脱落，硬度、耐磨性降低；(SiC)_P与金属基体接触时，高温下会发生显著的固相界面反应，改变金属基体的微结构与性能，使其硬度及耐磨性降低等。

故降低颗粒的团聚，增强颗粒与金属基体的相容性等，是目前Ni-P-(SiC)_P化学复合镀工艺的一个迫切需要解决的难点。

三、发明内容

本专利的目的在于通过针对现有技术中的不足，提供一种颗粒团聚少，颗金属基体的相容性好，镀层的硬度、耐磨性及抗高温性能高的Ni-P-(SiC)_P复合镀层制备的技术方法。

我们在已积累的实验和理论经验的基础上，对纳米、微米(SiC)_P进行表面修饰，改性，得到碳化硅复合粒子，简写为(Ni/SiC)_P。再以(Ni/SiC)_P为第二相粒子，低碳钢Q235为基体，优化化学复合镀液配方，制备Ni-P-(Ni/SiC)_P复合镀层。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

1.(SiC)_P表面修饰改性过程包括：预处理(氧化处理、亲水性处理、敏化处理及活化处理)和修饰过程。

2.Q235的预处理过程包括：打磨、抛光、碱洗除油、有机溶剂除油、活化。

3.复合镀液的配制

依次向镀槽中添加硫酸镍20～28g·L^-1、乳酸15～30ml·L^-1、柠檬酸盐10～20g·L^-1、硼酸12～20g·L^-1、丁二酸0.5-1.2mg·L^-1、还原剂20～35g·L^-1及表面活性剂、光亮剂等，用氢氧化钠调至适当的pH值。

4.复合镀层的制备

将一定质量的(Ni/SiC)_P配成浆液，超声分散，使其润湿，加入到已配制好的化学复合镀液中，搅拌，加热镀液至规定温度后，放入预处理后的试样施镀。施镀温度为30-50℃，镀液中的pH值范围为3.6-4.2，施镀时间约为1-2h。

在施镀过程中还可以通过调节镀液配方、工艺参数、前处理条件等达到对镀层性能的可控，得到最佳镀液配方，最佳工艺流程，提高工艺的可重复性和可控制性，并拟向规模化发展。经表面包覆后的(SiC)_P减少了颗粒间的吸附、团聚，提高了(SiC)_P与金属基体界面的润湿性能，降低了高温下发生固相界面反应，改变金属基体的微结构与性能的可能性，提高了镀层的硬度、耐磨性及抗高温性能，为研究制备低成本复合材料提供了一定的技术基础。

四、具体实施方式

下面给出本发明的实施例

实施例1

称取硫酸镍20g·L^-1、还原剂24g·L^-1、乳酸18ml·L^-1、柠檬酸盐12g·L^-1、硼酸14g·L^-1、丁二酸1.0mg·L^-1及表面活性剂、光亮剂等，配制1L复合镀液。在复合镀液中加入2g表面改性后的微米(Ni/SiC)_P，调整pH值约为4.0，超声波分约10min后，加入预处理后的被镀试样，机械搅拌约1-2h后，取出试样，水洗、烘干。施镀温度控制在35-45℃。

实施例2

称取硫酸镍25g·L^-1、还原剂29g·L^-1、乳酸20ml·L^-1、柠檬酸盐11g·L^-1、硼酸14g·L^-1、丁二酸1.2mg·L^-1及表面活性剂、光亮剂等，配制1L复合镀液。在复合镀液中加入2g表面改性后的纳米(Ni/SiC)_P，调整pH值约为3.8，超声波分约20min后，加入预处理后的被镀试样，机械搅拌约1-2h后，取出试样，水洗、烘干。施镀温度控制在35-45℃。

Claims

1.一种实现Ni-P-(Ni/SiC)_P复合镀层制备的工艺的和方法，特点是以表面修饰、改性后的碳化硅复合粒子为第二相粒子，提高了粒子在镀层中的分散程度、与镀层的结合力，镀层的硬度、耐磨性及抗高温性能。

2.根据权利要求1所述的Ni-P-(Ni/SiC)_P复合镀层制备的工艺的和方法，其特征是：(SiC)_P表面包覆前，必须对其进行前处理，此过程包括：氧化处理、亲水性处理、敏化处理、活化处理。

3.根据权利要求1所述的微米、纳米(SiC)_P表面全包覆的工艺方法，其特征是：低碳钢试样的预处理过程包括：打磨、抛光、碱洗除油、有机溶剂除油、活化。

4.根据权利要求1所述的Ni-P-(Ni/SiC)_P复合镀层制备的工艺的和方法，其特征是：镀液中各成分的浓度是：主盐的浓度为22-28g·L^-1，还原剂的浓度为24-30g·L^-1，复合络合剂的浓度为22-26g·L^-1，稳定剂的浓度为0.1-1.0mg·L^-1，缓冲剂的浓度为20-28g·L^-1，光亮剂的浓度为1-5mg·L^-1，分散剂的浓度为1-5mg·L^-1。

5.根据权利要求1所述的微米、纳米(SiC)_P表面全包覆的工艺方法，其特征是：最佳工艺参数为：温度控制在35-45℃，pH为8.5-9.5。

6.根据权利要求1所述的微米、纳米(SiC)_P表面全包覆的工艺方法，其特征是：所采用的原料(SiC)_P的加入量为1.5～2.5mg·L^-1。