CN103266340B - Ni-P-纳米金刚石粉复合耐磨镀层镀液及其应用 - Google Patents
Ni-P-纳米金刚石粉复合耐磨镀层镀液及其应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103266340B CN103266340B CN201310166227.9A CN201310166227A CN103266340B CN 103266340 B CN103266340 B CN 103266340B CN 201310166227 A CN201310166227 A CN 201310166227A CN 103266340 B CN103266340 B CN 103266340B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- nano
- plating
- diamond powder
- plating solution
- sodium
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Chemically Coating (AREA)
Abstract
本发明涉及一种Ni-P-纳米金刚石复合耐磨镀层镀液，镀液成分包括硫酸镍、柠檬酸钠、次亚磷酸钠、醋酸钠、乳酸和纳米金刚石粉，其中纳米金刚石粉的粒径为W14～W0.2。配制方法为：每配制1L镀液，需依次加入去离子水600-700mL、硫酸镍5-6g、柠檬酸钠2-2.5g、次亚磷酸钠5-6g、醋酸钠3-3.5g、乳酸5-6ml、光亮剂0.2-0.3ml、络合剂0.5-0.7ml、加速剂2-3g、表面活性剂10ml，然后加入氨水，调节镀液的PH值至4.8，再加水至1L，搅拌均匀后，加入十二烷基硫酸钠10g、纳米金刚石粉35-45g，再次搅拌均匀。本发明应用在气流纺分梳辊金属针布中，使得金属针布显微硬度HV？1200-1600；与电镀硬铬和化学镀镍磷相比，其耐磨性提高3-8倍,使用寿命提高3-6倍；镀层与基体的结合力提高30-40%；覆盖能力强，镀层均匀、平滑、细致。
Description
技术领域
本发明涉及一种复合镀液，特别是涉及一种Ni-P-纳米金刚石粉复合耐磨镀层镀液。
背景技术
现代工业上应用的材料经常是根据对强度的要求来选用的，但其表面性能，例如：耐磨损性、抗腐蚀性、耐擦伤性、导电性不一定能满足要求。因此，需要选择不同的镀层以满足表面性能的要求。通过金属电沉积或共沉积的方法，将一种或数种不溶性的固体颗粒、纤维均匀夹杂到金属镀层中所形成的特殊镀层就是复合镀层，作为分散颗粒，超硬材料与金属形成的复合镀层称为超硬材料复合镀层。在化学镀液中添加金刚石颗粒能有效提高镀层的硬度和耐磨性，可在机械、电子等工业方面得到一定程度的应用。纳米金刚石粒子既具备金刚石的超硬、耐磨等性能，还具有纳米材料的量子及自润滑效应，通过工艺控制使其与基质金属共沉积，获得的纳米金刚石复合化学镀层兼具高硬度和耐磨性以及低摩擦系数的优点。
气流纺分梳辊用于分梳棉条形成单根自由棉纤维，转速在8000r/min左右，包覆的齿条状金属针布容易磨损，是气流纺最大的消耗材料。特别是近年来化纤材料的广泛应用，针布更易磨损，一般使用寿命不超过1000小时。金属针布因此要求较高的表面硬度和润滑性，以增强耐磨性，延长使用寿命，提高棉纤维的分梳和转移效果。目前国内普遍采用电镀硬铬和化学镀镍磷工艺，但效果不理想，仅能增加20%-30%的使用寿命，而且由于金属针布较长，造成硬铬镀层厚度不均匀，效果极不稳定；又由于金属针布本身退火温度偏低，不能高温驱氢，化学镀镍磷镀层的硬度也不能理想。
发明内容
发明目的：本发明的目的是为了提高镀层的硬度与耐磨性能，尤其是解决气流纺分梳辊金属针布易磨损，使用寿命低的问题。
技术方案：本发明所述的Ni-P-纳米金刚石粉复合耐磨镀层镀液，配制方法为：以配制1L为例，先在洁净的镀槽中加去离子水600-700mL，依次加入硫酸镍5-6g，柠檬酸钠2-2.5g，次亚磷酸钠5-6g，醋酸钠3-3.5g，乳酸5-6ml，光亮剂0.2-0.3ml，络合剂0.5-0.7ml，加速剂2-3g,表面活性剂10ml，搅拌均匀后，用氨水调节镀液的PH值至4.8，再加水至1L，搅拌均匀，然后加入十二烷基硫酸钠10g，纳米金刚石35-45g，为了保证均匀分散，需要对整个化学镀过程进行超声波分散，同时进行磁力或机械搅拌，使金刚石粉均匀悬浮在镀液中。
所述纳米金刚石粉的粒径为W14～W0.2。
Ni-P-纳米金刚石粉复合耐磨镀层的气流纺分梳辊金属针布，其制备工艺为碱性除油→逆流水洗→超声波除油→逆流水洗→活化→逆流水洗→空镀镍→镀耐磨层→镀外层→镀后处理。工艺条件为：
为避免镀层后基部硬度大幅提高造成包覆困难以及镀层撕裂，本发明采用整体施镀工艺，采用中性去油剂电解除油去污，多点机械搅拌，电子温度控制等措施，避免不同材质的冲突，消除金刚石微粉的团聚现象，保证镀层的微粒结合力、饱和度和均匀度。
生产过程中随工件带出的纳米金刚石在回收槽中可使其沉淀，进行回收利用，金刚石回收处理过程：先用1200目滤网在清水中过滤金刚石，过滤后将金刚石用体积分数为30%的硝酸水溶液浸泡24小时以上，中间不时搅拌。倒去硝酸，用水洗涤至洗水呈中性（用广泛PH试纸测），保存水中待用。用时加入镀液，搅拌均匀。
本发明所述的纳米金刚石粉复合耐磨镀层镀液的制备工艺还可以应用在轴承，钻头、纺织机织针，缝纫针等需耐磨损的产品中。
有益效果：
由于采用以上技术方案，本发明与现有技术相比具有以下优点：以气流纺分梳辊金属针布为例，具有纳米金刚石粉复合耐磨镀层的金属针布显微硬度高，可达HV1200～1600；与电镀硬铬和化学镀镍磷相比，其耐磨性提高3～8倍,使用寿命提高3～6倍；镀层与基体的结合力提高30～40%；覆盖能力强，镀层均匀、平滑、细致。上机实验表明，经过这种工艺处理的针布应用于化纤材料时，使用寿命可达到7000小时以上，纯棉材料则可达到30000小时，可以大幅提高生产效率和材料性价比。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面以纳米金刚石粉复合耐磨镀层的气流纺分梳辊金属针布为例，对本发明作进一步详述，这些实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
实施例1
工艺过程：
装卡→碱性除油→逆流水洗→超声波除油→逆流水洗→活化→逆流水洗→空镀镍→镀耐磨层→镀外层→逆流水洗→封闭钝化→逆流水洗→热水浴→压缩空气吹干→热处理→成品检验→成品包装
工序说明：
1.装卡：将针布装在合适的卡具上，要求锯条工作面不能遮掩；
2.碱性除油：在耐碱容器中将常温清洗剂用自来水稀释成10%（重量比）溶液，待溶解后即可使用，温度为60-80℃，时间为12h以上；
3.逆流水洗：洗净上道工序带出的溶液（以下水洗工序与此相同，不再赘述）；
4.活化：将1份体积盐酸（工业级）加入1份体积水中，混合均匀，温度为室温，时间为2～3min；
5.空镀镍：溶液配方及操作条件
以配制1L为例，先在洁净的镀槽中加去离子水600-700mL，依次加入硫酸镍5g，柠檬酸钠2g，次亚磷酸钠6g，醋酸钠3.5g，乳酸6ml，光亮剂0.2ml，络合剂0.6ml，加速剂2g，表面活性剂10ml，用氨水调节镀液的PH值至4.8，再加水至1L，在搅拌下加热槽液至温度为85℃；
装载量2.0dm2/L
镀速12μm/h
Ni2+浓度4.8g/L，开缸时为6g/L
时间10～15min
6.镀耐磨层：溶液配方及操作条件
以配制1L为例，先在洁净的镀槽中加去离子水600-700mL，依次加入硫酸镍5g，柠檬酸钠2g，次亚磷酸钠6g，醋酸钠3.5g，乳酸6ml，光亮剂0.2ml，络合剂0.6ml，加速剂2g，表面活性剂10ml，用氨水调节镀液的PH值至4.8，再加水至1L，在搅拌下加热槽液至温度为85℃；
溶液的配制方法同工序5，将金刚石水悬浮液按一定比例加入溶液中，为了保证均匀分散，需要对整个化学镀过程进行超声波分散，同时进行磁力或机械搅拌，使金刚石粉均匀悬浮在镀液中，然后加入生产镀槽中并搅拌均匀后，进行金刚石复合耐磨镀生产。
7.镀外层：
镀液配方及操作条件与工序5相同，时间为40min。
为避免镀层后基部硬度大幅提高造成包覆困难以及镀层撕裂，本发明采用整体施镀工艺，即先将针布包覆在硬质铝材料的齿圈上，进行整体施镀，因此该工艺必须解决碳钢材料与铝质材料的联合处理问题。采用中性去油剂电解除油去污，多点机械搅拌，电子温度控制等措施，避免不同材质的冲突，消除金刚石微粉的团聚现象，保证镀层的微粒结合力、饱和度和均匀度。而对于无法整体施镀的分梳辊，则先将针布在特质模具上按照相应分梳辊体绕成圈状，然后施镀。
实施例2
工艺步骤同实施例1，不同之处在于工艺条件和卡具的改变。
空镀镍：溶液配方及操作条件
以配置1L为例，先在洁净的镀槽中加去离子水600-700mL，依次加入硫酸镍6g，柠檬酸钠2.5g，次亚磷酸钠5g，醋酸钠3g，乳酸5ml，光亮剂0.3ml，络合剂0.5ml，加速剂3g,表面活性剂15ml，用氨水调节镀液的PH值至4.8，再加水至1L，在搅拌下加热槽液至温度为85℃；
装载量1.0dm2/L
镀速15μm/h
Ni2+浓度6.6g/L，开缸时为6g/L
时间10～15min
镀耐磨层：溶液配方及操作条件
以配置1L为例，先在洁净的镀槽中加去离子水600～700mL，依次加入硫酸镍6g，柠檬酸钠2.5g，次亚磷酸钠5g，醋酸钠3g，乳酸5ml，光亮剂0.3ml，络合剂0.5ml，加速剂：3g，表面活性剂15ml，用氨水调节镀液的PH值至4.8，再加水至1L，在搅拌下加热槽液至温度为80℃；
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种具有Ni-P-纳米金刚石粉复合耐磨镀层的气流纺分梳辊金属针布的制备工艺，其特征在于步骤包括：
碱性除油→逆流水洗→超声波除油→逆流水洗→活化→逆流水洗→空镀镍→镀耐磨层→镀外层→镀后处理；
其中所述空镀镍时的工艺条件为：
温度80-87℃
装载量1.0-2.5dm2/L
镀速12-15μm/h
其中所述镀耐磨层的工艺条件为：
温度80-87℃
搅拌方式平板往复式
搅拌频率5-10mm/s；
所述Ni-P-纳米金刚石粉复合耐磨镀层的镀液成分包括硫酸镍、柠檬酸钠、次亚磷酸钠、醋酸钠、乳酸、纳米金刚石粉，配制方法为：每配制1L镀液，需依次加入去离子水600-700mL、硫酸镍5-6g、柠檬酸钠2-2.5g、次亚磷酸钠5-6g、醋酸钠3-3.5g、乳酸5-6ml、光亮剂0.2-0.3ml、络合剂0.5-0.7ml、加速剂2-3g、表面活性剂10ml，然后加入氨水，调节镀液的pH值至4.8，再加水至1L，搅拌均匀后，加入十二烷基硫酸钠10g、纳米金刚石粉35-45g，再次搅拌均匀；所述纳米金刚石粉的粒径为W14～W0.2。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310166227.9A CN103266340B (zh) | 2013-05-07 | 2013-05-07 | Ni-P-纳米金刚石粉复合耐磨镀层镀液及其应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310166227.9A CN103266340B (zh) | 2013-05-07 | 2013-05-07 | Ni-P-纳米金刚石粉复合耐磨镀层镀液及其应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103266340A CN103266340A (zh) | 2013-08-28 |
| CN103266340B true CN103266340B (zh) | 2016-01-20 |
Family
ID=49009998
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201310166227.9A Active CN103266340B (zh) | 2013-05-07 | 2013-05-07 | Ni-P-纳米金刚石粉复合耐磨镀层镀液及其应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103266340B (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108149303A (zh) * | 2016-12-06 | 2018-06-12 | 刘志红 | 一种Ni-P合金基复合镀层的制备工艺 |
| RU2761573C1 (ru) * | 2021-03-01 | 2021-12-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Елецкий государственный университет им. И.А. Бунина" | Способ осаждения композиционного покрытия |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107267966A (zh) * | 2017-06-29 | 2017-10-20 | 芜湖海成科技有限公司 | 一种针布连续镀铬工艺 |
| CN107119355A (zh) * | 2017-06-29 | 2017-09-01 | 芜湖海成科技有限公司 | 一种纺纱齿圈及其生产工艺 |
| CN109267130A (zh) * | 2018-08-23 | 2019-01-25 | 信丰崇辉科技有限公司 | 金刚石切割线的电镀系统及电镀方法 |
| CN110846645A (zh) * | 2019-11-28 | 2020-02-28 | 光山白鲨针布有限公司 | Ni-P-金刚石复合镀层的分梳辊针布的镀覆方法 |
| CN111364073B (zh) * | 2020-02-25 | 2021-06-04 | 光山白鲨针布有限公司 | 一种防腐耐磨铬基针布的制备工艺及其制品 |
| CN111763933A (zh) * | 2020-07-14 | 2020-10-13 | 浙江新瑞欣精密线锯有限公司 | 一种用于金刚石微粉表面镀镍的化学镀工艺 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101967668A (zh) * | 2009-12-16 | 2011-02-09 | 辽宁师范大学 | 用化学镀或电镀工艺制备Ni-P-UFD复合镀层的方法 |
| CN102199764A (zh) * | 2011-05-11 | 2011-09-28 | 芜湖海成科技有限公司 | 一种金刚石复合镀镀层 |
-
2013
- 2013-05-07 CN CN201310166227.9A patent/CN103266340B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101967668A (zh) * | 2009-12-16 | 2011-02-09 | 辽宁师范大学 | 用化学镀或电镀工艺制备Ni-P-UFD复合镀层的方法 |
| CN102199764A (zh) * | 2011-05-11 | 2011-09-28 | 芜湖海成科技有限公司 | 一种金刚石复合镀镀层 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Ni_P纳米金刚石复合镀层组织和性能的研究;张骞;《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅰ辑 》;20130115(第01期);B022-146 * |
| Ni-P-纳米金刚石化学复合镀研究;王柏春等;《电镀与涂饰》;20060831;第25卷(第8期);第1-4页 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108149303A (zh) * | 2016-12-06 | 2018-06-12 | 刘志红 | 一种Ni-P合金基复合镀层的制备工艺 |
| RU2761573C1 (ru) * | 2021-03-01 | 2021-12-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Елецкий государственный университет им. И.А. Бунина" | Способ осаждения композиционного покрытия |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103266340A (zh) | 2013-08-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103266340B (zh) | Ni-P-纳米金刚石粉复合耐磨镀层镀液及其应用 | |
| Sabzi et al. | Crystalline texture evolution, control of the tribocorrosion behavior, and significant enhancement of the abrasion properties of a Ni-P nanocomposite coating enhanced by zirconia nanoparticles | |
| CN102618855B (zh) | 一种Ni-P-Al2O3纳米复合镀层的制备方法 | |
| US4886583A (en) | Formation of protective coatings by electrolytic codeposition of a nickel-cobalt matrix and ceramic particles | |
| CN101665937B (zh) | 基于载流子控制技术制备纳米复合磷化膜的方法 | |
| Liao et al. | Characterization of the Cr-C/Si3N4 composite coatings electroplated from a trivalent chromium bath | |
| CN103014794B (zh) | 结晶器铜板表面复合镀层的制备方法 | |
| CN108796564A (zh) | 一种高硬度耐磨耐蚀的Ni-Mo合金/金刚石复合涂层及其制备方法 | |
| CN107675149A (zh) | 一种陶瓷颗粒表面镀镍的方法 | |
| CN104947095B (zh) | 一种制备镀镍刺金刚石磨粒的化学镀液及化学镀方法 | |
| CN111607817A (zh) | 一种铁族元素和钨的合金与碳化硅复合镀层及其制备方法与应用 | |
| CN104328474A (zh) | 高硬度镍钨-金刚石复合镀层的制备方法 | |
| CN105177677A (zh) | 一种硬质颗粒强化的凸包状耐磨镀镍层的制备方法 | |
| CN105039943A (zh) | 一种化学镀Ni-W-Zn-P合金镀层的镀液及其镀层工艺 | |
| Zeng et al. | A review of recent patents on trivalent chromium plating | |
| Li et al. | Preparation and characterization of Ni-P-Al2O3-PTFE nanocomposite coatings by unidirectional jet electrodeposition | |
| CN103031585B (zh) | 导电辊用二氧化硅颗粒增强镍基复合镀层的制备方法 | |
| CN106835089A (zh) | Ni‑W‑P‑纳米SiO2化学复合镀层的制备方法 | |
| CN104047834B (zh) | 一种用于空调滚动活塞压缩机的活塞环及其制备方法 | |
| CN103184457B (zh) | 一种表面合金化强化方法 | |
| CN112981500A (zh) | 一种高光亮复合镀镍层 | |
| CN101967668A (zh) | 用化学镀或电镀工艺制备Ni-P-UFD复合镀层的方法 | |
| CN111663159A (zh) | 一种耐磨损的碳化硅掺杂复合涂层的制备方法 | |
| Metzger et al. | The deposition of dispersion hardened coatings by means of electroless nickel | |
| WO2023015602A1 (zh) | 一种Ni-W-WC复合镀层的原位合成方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20200916 Address after: 215200 No. 1188 west two ring road, Shengze Town, Wujiang District, Suzhou, Jiangsu. Patentee after: Suzhou Shengze science and Technology Pioneer Park Development Co.,Ltd. Address before: 215-2 -2615, 213022 Mount Huangshan Road, Xinbei District, Jiangsu, Changzhou Patentee before: CHANGZHOU OCEAN TEXTILE MACHINERY Co.,Ltd. |