CN103469285A - 激光熔覆用镍基二硫化钼耐磨复合膜层的电镀成膜液及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激光熔覆用镍基二硫化钼耐磨复合膜层的电镀成膜液及其应用，本发明公开了一种金属表面的陶瓷膜层的制备方法，其包含下列步骤：将由工艺配方为：硫酸镍（A·R）200~500克/升，硼酸（A·R）30~50克/升，氯化钠（A·R）10~15克/升，糖精（A·R）1~2克/升，十二烷基硫酸钠（A·R）0.01~0.1克/升，二硫化钼（A·R）5~20克/升，其余为水；工艺条件为：温度40~50℃，pH4.0~5.0，电流密度1~2A/dm³，不断空气搅拌的符合电镀工艺得到的镍基二硫化钼复合膜层，进行激光熔覆，即可。本发明还公开了上述制备方法制得的耐磨复合膜层。解决了二硫化钼无法进行激光熔覆的缺陷，大大提高了激光熔覆层的耐磨性能。

Description

激光熔覆用镍基二硫化钼耐磨复合膜层的电镀成膜液及其应用

技术领域

本发明涉及表面处理及激光熔覆领域，特别地涉及一种电镀复合膜层。具体是指激光熔覆用镍基二硫化钼耐磨复合膜层的电镀成膜液及其应用。

背景技术

耐磨涂层是指在金属材料表面覆盖一层由无机非金属耐磨材料制成的涂层。通常用喷涂的方法制成，具有硬度高、耐磨性好、与金属材料结合强度高、耐酸、耐碱、抗腐蚀性强等特点。 

二硫化钼是重要的固体润滑剂，特别适用于高温高压下。具有防潮、防水、防碱，防酸、等特性，并能够起到填充作用，由于二硫化钼的摩擦系数低，摩擦设备间产生的摩擦阻力小，可以节约电力消耗，能减小机械磨损，延长摩擦设备的使用寿命，减少设备零件的损耗，提高设备的出勤率，改善运行技术状况，延长检修周期，减轻了维修工人的劳动强度，节约劳动力。因此也被誉为“高级固体润滑油王”。而且采用二硫化钼润滑可以取消复杂的供油系统，大大简化了设备结构，相对提高了现在有效面积的利用率，同时，也将引起设备设计上的重大改革。

然而，二硫化钼热稳定性差，无法直接应用于当前工业生产的等离子喷涂、电弧喷涂、火焰喷涂、激光熔覆等耐磨涂层制备行业，直接限制了其应用价值。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺点和不足，而提供一种激光熔覆用镍基二硫化钼耐磨复合膜层的电镀成膜液。通过该成膜液结合电镀工艺可以在工件表面形成具有高耐蚀性、高耐磨性等特征的膜层，从而不仅解决了传统的二硫化钼热稳定性差的致命缺陷。

本发明的另一个目的利用上述电镀成膜液在工件表面形成激光熔覆镍基二硫化钼耐磨复合膜层的工艺方法。

    为实现本发明的第一个目的，本发明的技术方案是包括有以下组分：硫酸镍200~500克/升，硼酸30~50克/升，十二烷基硫酸钠0.01~0.1克/升，二硫化钼5~20克/升，其余为水，pH值为4.0-5.0。

    进一步设置是还包括有氯化钠10~15克/升，糖精1~2克/升。

    进一步设置是二硫化钼颗粒尺寸≤0.5微米。

为实现本发明的第二个目的，本发明的技术方案是包括以下步骤：

（1）将工件表面进行除油、除垢、活化并清洗干净；

（2）采用权利1-3之一所述的镍基二硫化钼耐磨复合膜层的电镀成膜液，并结合电镀工艺，在工件表面电镀复合镍基二硫化钼复合膜层，其电镀工艺条件是温度40~50℃，电流密度1~2A/dm³，电镀过程中，电镀液需要不停的搅拌；

(3)将所得的镍基二硫化钼复合膜层置于激光束下，将镍基二硫化钼复合膜与工件表面层进行激光熔覆。

    进一步设置是所述的步骤（1）中的工件为金属耐磨零部件或金属耐磨器件。

进一步设置是所述的步骤（3）中激光熔覆的温度控制在1000～2000℃。

 本发明人经过大量实验和反复研究，激光熔覆过程是一个极为短暂的极热极冷的过程，在此过程中，熔覆区域出现了融化、热运动、凝固的三个物理变化过程。若将预先铺好二硫化钼粉末直接置于激光熔覆区，由于二硫化钼颗粒表面直接接触热光源，致使其出现全部分解，无法形成熔覆层；将镍粉与二硫化钼粉末混合后铺于基材表面，改变预铺粉层的密实度，进行激光熔覆，并对得到的熔覆层进行成分检测，测得密实度越高的预铺粉层中二硫化钼含量越大。由此可得，二硫化钼沉积到激光熔覆层中的关键因素为密实度，发明人通过大量试验，最终确认了采用复合电镀的方法，以镍层包裹二硫化钼颗粒再进行熔覆，克服了二硫化钼激光熔覆的缺陷，而且可以大大降低二硫化钼的分解，提高激光熔覆工艺二硫化钼的利用率。

    本发明的积极进步效果在于：

    1、本发明的方法制得的镍基二硫化钼激光耐磨复合膜层，在金属冶金结合膜层领域属于首创。

2、本发明的方法环保，易实施，前处理简单，复合电镀工艺可达到零排放，激光熔覆工艺对于设备要求较低，过程可为不可逆，且二硫化钼利用率高。

下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明做进一步介绍。

附图说明

图1为本发明实施例3得到的耐磨复合膜层的500倍金相显微图片。

具体实施方式

    下面通过实施例对本发明进行具体的描述，只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限定，该领域的技术工程师可根据上述发明的内容对本发明作出一些非本质的改进和调整。

实施例1

以铝合金为基底的工件，这里用6061。

（a）将上述铝合金基材的工件经除油，除垢，活化并清洗干净；

（b）置于配置好的硫酸镍（A·R）200~500克/升，硼酸（A·R）30~50克/升，氯化钠（A·R）10~15克/升，糖精（A·R）1~2克/升，十二烷基硫酸钠（A·R）0.01~0.1克/升，二硫化钼（A·R）5~20克/升，其余为水的复合镀液中，在工温度40~50℃，pH4.0~5.0，电流密度1~2A/dm³的工艺条件下，施镀30min，施镀过程中，镀液需要不停的空气搅拌，以保证镀层中二硫化钼的均匀性。

（c）取出后水洗并烘干，直接再进行激光熔覆处理。

实施例2

以铜为基底的工件，这里用ZCuAl10Fe3。

（a）将上述铜合金基材的工件经除油，除垢，活化并清洗干净；

（b）置于配置好的硫酸镍（A·R）200~500克/升，硼酸（A·R）30~50克/升，氯化钠（A·R）10~15克/升，糖精（A·R）1~2克/升，十二烷基硫酸钠（A·R）0.01~0.1克/升，二硫化钼（A·R）5~20克/升，其余为水的复合镀液中，在工温度40~50℃，pH4.0~5.0，电流密度1~2A/dm³的工艺条件下，施镀30min，施镀过程中，镀液需要不停的空气搅拌，以保证镀层中二硫化钼的均匀性。

（c）取出后水洗并烘干，直接再进行激光熔覆处理。

实施例3

以不锈钢为基底的工件，这里用不锈钢18-8。

（a）将上述不锈钢基材的工件经除油，除垢，活化并清洗干净；

（b）置于配置好的硫酸镍（A·R）200~500克/升，硼酸（A·R）30~50克/升，氯化钠（A·R）10~15克/升，糖精（A·R）1~2克/升，十二烷基硫酸钠（A·R）0.01~0.1克/升，二硫化钼（A·R）5~20克/升，其余为水的复合镀液中，在工温度40~50℃，pH4.0~5.0，电流密度1~2A/dm³的工艺条件下，施镀30min，施镀过程中，镀液需要不停的空气搅拌，以保证镀层中二硫化钼的均匀性。

（c）取出后水洗并烘干，直接再进行激光熔覆处理。

Claims (6)

1.一种激光熔覆用镍基二硫化钼耐磨复合膜层的电镀成膜液，其特征在于：包括有以下组分：硫酸镍200~500克/升，硼酸30~50克/升，十二烷基硫酸钠0.01~0.1克/升，二硫化钼5~20克/升，其余为水，pH值为4.0-5.0。

2.根据权利要求1所述的一种激光熔覆用镍基二硫化钼耐磨复合膜层的电镀成膜液，其特征在于：还包括有氯化钠10~15克/升，糖精1~2克/升。

3.根据权利要求1所述的一种激光熔覆用镍基二硫化钼耐磨复合膜层的电镀成膜液，其特征在于：二硫化钼颗粒尺寸≤0.5微米。

4.一种激光熔覆用镍基二硫化钼耐磨复合膜层的电镀成膜液的应用工艺，其特征在于包括以下步骤：

（1）将工件表面进行除油、除垢、活化并清洗干净；

（2）采用权利1-3之一所述的镍基二硫化钼耐磨复合膜层的电镀成膜液，并结合电镀工艺，在工件表面电镀复合镍基二硫化钼复合膜层，其电镀工艺条件是温度40~50℃，电流密度1~2A/dm³，电镀过程中，电镀液需要不停的搅拌；

（3）将所得的镍基二硫化钼复合膜层置于激光束下，将镍基二硫化钼复合膜与工件表面层进行激光熔覆。

5.根据权利要求4所述的一种激光熔覆用镍基二硫化钼耐磨复合膜层的电镀成膜液的应用工艺，其特征在于：所述的步骤（1）中的工件为金属耐磨零部件或金属耐磨器件。

6.根据权利要求4所述的一种激光熔覆用镍基二硫化钼耐磨复合膜层的电镀成膜液的应用工艺，其特征在于：所述的步骤（3）中激光熔覆的温度控制在1000～2000℃。