CN103510129A - 一种Ni-Co-X代铬电刷镀液 - Google Patents

Abstract

一种Ni-Co-X代铬电刷镀液，每升镀液中含有硫酸镍260～300g，硫酸钴100～110g，甲酸15～20ml，乙酸45～55g，盐酸10～20g，硼酸40～60g，以及用于提升镀液耐腐蚀性和耐磨性的氧化铝纳米颗粒或次磷酸钠。本发明的镀液中不含剧毒的六价铬离子，产生的污水容易处理，环保性好；镀层质量稳定，沉积速度快，镀层结晶细致，光洁度较高，镀层与基体的附着力强，镀层的综合性能高；另外，镀层的耐磨性和耐磨腐蚀都好于硬铬镀层。

Description

一种Ni-Co-X代铬电刷镀液

技术领域

本发明涉及电刷镀技术领域，特别涉及一种应用于镀铬损伤件的电刷镀再制造的镀液。

背景技术

镀硬铬也称耐磨铬，镀铬层具有硬度高和摩擦系数低的特点，机械零部件镀硬铬后可以提高其抗磨损能力，延长使用寿命。军用装备中有大量的镀硬铬零件，比如火炮的炮管、工程机械中的液压缸和活塞杆等。

在使用过程中，由于受力的作用，镀铬件会逐渐出现损伤。其损伤形式主要是局部的磨损、划伤以及镀层脱落等。对于损伤的镀铬件一般要先将所有的镀铬层先全部磨掉，而后采用重新镀铬的方法进行修复。这种修复方法比较简单，但存在以下问题：

第一，铬镀层的加工成本较高。由于铬镀层具有很高的硬度和优异耐磨性能，造成铬镀层加工十分困难。要把损伤的铬镀层除掉，需要采用金刚石砂轮进行磨削，加工时间较长、成本较高。对于基体附加值较低的零件，把铬镀层去除的加工成本比购买新的基体零件还要高。

第二，造成未损伤部位铬镀层的浪费。大部分镀铬零部件的失效都是由于局部损伤造成，比如镀层的局部磨损、局部划伤以及局部脱落等。甚至有的零件其损伤部位的面积尚不到镀层整体面积的1%（比如液压件表面的划伤）。如采用重新镀铬的方法进行修复，则大部分的完好铬镀层就会被磨掉，势必造成巨大浪费。

第三，镀铬技术污染严重。在电镀硬铬过程中，废水和废气中六价铬对环境造成严重的污染。美国环保局将六价铬确定为17种高度危险的毒性物质之一。各国政府也都采取了一定的限制措施。目前清洁生产已成为实施国家环保战略目标的重要技术政策和法规。研究和开发新的代铬工艺已经成为电镀技术中最为迫切的问题和热点之一。

综上所述，如能开发一种性能与铬镀层相近的替代镀层，并采用局部镀覆的方法，既能避免了电镀铬造成的环境污染，又能避免完好铬镀层的浪费和繁重的磨削加工工序。

电刷镀技术是一项先进的表面工程和装备再制造技术，它具有设备轻便、工艺灵活、镀覆速度快、镀层种类多、结合强度高、适应范围广、对环境污染小、省水省电等一系列优点，是机械零件表面修复与强化的有力手段，尤其适用于机械零件的局部修理。目前，应用该项技术已成功地修复了多种机械设备，并取得了巨大的经济效益。

然而，目前广泛研究和应用的修复镀铬工件的电刷镀技术存在各种各样的缺点，不能达到无污染和取代硬铬镀层的理想效果。例如，电刷镀硬铬镀层其较高的硬度和耐磨性，因而广泛应用于修复镀铬工件。但电刷镀硬铬沉积机理非常复杂，铬镀层沉积效率低、沉积速度慢、镀层灰暗，刷镀时气味刺人，镀层各项性能不能令人满意。更主要的是电刷镀硬铬镀层使用镀液的主要成分还是铬酐（溶入水中变铬酸，铬酸中含六价铬），对环境有严重的污染，同时对操作工人伤害大。

电刷镀非晶合金镀层也广泛的应用于修复硬铬镀层，例如比较的多的Ni-P、Ni-W等非晶合金镀层，镀层具有硬度高、耐蚀性能好等优点，能在一定程度上替代硬铬。但为了发挥非晶合金的优越性能。非晶镀层在使用前普遍要进行热处理，增加了工序，热处理影响基体性能，且对于局部电刷镀的大型零部件热处理困难。同时镀层热处理后存在较高的热应力，磨损过程中容易产生深度的脆性裂纹，热处理后镀层的耐蚀性能也有所下降，从而显著限制了其取代硬铬在高耐磨耐蚀场合下的应用。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种Ni-Co-X代铬电刷镀液，其不含剧毒的六价铬离子，环保性好，镀层质量稳定，沉积速度快，同时提升了镀层的耐磨性和耐腐蚀性。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种Ni-Co-X代铬电刷镀液，每升镀液中含有硫酸镍260～300g，硫酸钴100～110g，甲酸15～20ml，乙酸45～55g，盐酸10～20g，根据再制造（修复）的工件的使用条件，X可以为氧化铝纳米颗粒或者次磷酸钠，用蒸馏水溶解。

当要求镀层以耐磨为主时，例如一些工程机械的镀铬件，X为氧化铝纳米颗粒，即在镀液中加入氧化铝纳米颗粒，每升镀液中添加氧化铝纳米颗粒20～30g，采用高能机械化学法分散（专利号：02101196.6）。在镀液中添加氧化铝纳米颗粒后，可以同时增加镀层的耐磨性能和耐腐蚀性，并且耐磨性能增加突出。

当要求镀层以耐腐蚀为主时，例如一些涉水或者沿海地区使用的镀铬件，X为次磷酸钠，即在镀液中加入次磷酸钠，每升镀液中添加次磷酸钠10～15g，搅拌溶化即可。在镀液中添加次磷酸钠后，可以同时增加镀层的耐磨性能和耐腐蚀性，并且耐腐蚀性能增加突出。

本发明的有益效果是：

1.镀液中不含剧毒的六价铬离子，产生的污水容易处理，环保性好；

2.镀层质量稳定，沉积速度快，镀层结晶细致，光洁度较高，镀层与基体的附着力强，镀层的综合性能高；

3.镀层的耐磨性和耐磨腐蚀都好于硬铬镀层。

具体实施方式

下面举例对本发明作进一步说明：

实施例1：

取硫酸镍260g，硫酸钴100g，甲酸15ml，乙酸50g，盐酸20g，用蒸馏水溶解，然后添加氧化铝纳米颗粒20g，采用高能机械化学法分散，并用蒸馏水稀释到1L。

实施例2：

取硫酸镍300g，硫酸钴100g，甲酸20ml，乙酸45g，盐酸10g，用蒸馏水溶解，然后添加氧化铝纳米颗粒30g，采用高能机械化学法分散，并用蒸馏水稀释到1L。

实施例3：

取硫酸镍280g，硫酸钴110g，甲酸15ml，乙酸45g，盐酸15g，用蒸馏水溶解，然后添加氧化铝纳米颗粒20g，采用高能机械化学法分散，并用蒸馏水稀释到1L。

实施例4：

取硫酸镍300g，硫酸钴110g，甲酸16ml，乙酸50g，盐酸15g，次磷酸钠10g，用蒸馏水溶解至1L。

实施例5：

取硫酸镍260g，硫酸钴110g，甲酸15ml，乙酸55g，盐酸10g，次磷酸钠14g，用蒸馏水溶解至1L。

实施例6：

取硫酸镍270g，硫酸钴100g，甲酸20ml，乙酸45g和盐酸15g，次磷酸钠15g，用蒸馏水溶解至1L。

下面通过实例1、实施例4与硬铬刷镀对比进一步说明本发明。

利用本发明对液压件局部损伤进行电刷镀，并和硬铬刷镀对比。刷镀时，工艺参数选择：电压8～14V，镀液温度20～40度，相对速度10～15m/min。表1为对比结果。

表1

由表1可以看出，利用本发明的电刷镀液再制造（修复）镀硬铬损伤件，其具有下列优点：

1.不含剧毒的六价铬离子，无明显的刺激性气味，为刷镀操作者提供了良好的工作环境；

2.镀层质量稳定，沉积速度快，镀层结晶细致，光洁度较高，镀层与基体的附着力强，镀层的综合性能高；

3.镀层的耐磨性和耐磨腐蚀都好于硬铬镀层。

Claims (3)

1.一种Ni-Co-X代铬电刷镀液，其特征在于：每升镀液中含有硫酸镍260～300g，硫酸钴100～110g，甲酸15～20ml，乙酸45～55g，盐酸10～20g，以及用于提升镀液耐腐蚀性和耐磨性的氧化铝纳米颗粒或次磷酸钠。

2.如权利要求1所述的Ni-Co-X代铬电刷镀液，其特征在于：所述氧化铝纳米颗粒为20～30g。

3.如权利要求1所述的Ni-Co-X代铬电刷镀液，其特征在于：所述次磷酸钠为10～15g。