CN104726922A - 一种自润滑纳米硫化钨-镍钴基复合电镀的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种自润滑纳米硫化钨-镍钴基复合电镀方法工艺，属于电镀领域。自润滑纳米复合镀液组成：脉冲自润滑纳米复合镀：氨基磺酸镍300-500g/L，氯化钴0-30g/L，硼酸30-45g/L，纳米硫化钨5-10g/L，分散剂10ml/L，光亮剂10ml/L；操作工艺条件为：搅拌方式为连续过滤，镀液pH值为3.8-4.5，温度为50℃，电流密度1-10A/dm，电镀时间为10-60分钟，平均脉冲电流密度0.7-1.1A/dm，频率为800Hz，占空比为95％，阳极面积与阴极面积之比电流S阳∶S阴＞2∶1，阳极采用99.99％的电解镍；本镀液稳定性好，采用这种方法可以获得纳米镀层结合力好，硬度高，耐磨性良好，特别是有很好的自润滑性能，在机械加工业、电器电子工业、地质钻探工业、活塞杆轴承、汽车活塞环等领域，极具有推广应用价值。
Description
(1)技术领域
本发明一种自润滑纳米硫化钨-镍钴基复合电镀方法，制造工艺简单，采用这种方法可以获得纳米镀层，硬度高，耐磨性良好，及很好的自润滑性能，具有良好结合力，属于电镀技术领域。
(2)背景技术
自润滑减压纳米复合镀层的制备方法主要有化学复合镀和复合电沉积法。镀复合自润滑减压纳米技术可广泛应用于机械加工的刃具量具、模具、活塞杆轴承、发动机缸套，以及磁盘、电子接插件，适用于机械、电子、汽车、石油、勘探和医疗、军工等各个行业对强化金属工件表面的要求。传统的表面处理方法是在上述工件表面镀硬铬。
用电镀的方法将自润滑微粒固结在金属镀层中得到自润滑复合镀层。在实际工作中，金属镀层起结合剂的作用，自润滑微粒起主要作用。我国复合电镀技术于60年代发展起来的。后来逐渐开发了各种非磨削工具。现已形成了比较成熟的工艺。复合电镀制品现已广泛的应用在机械加工业、电器电子工业、地质钻探工业、重型机械轴承、汽车活塞环……起着不可替代的作用。
研究表明复合电镀技术得到的镀层硬度耐磨性良好，及很好的自润滑性能，具有广泛的工业应用前景。通过对镍钴基自润滑复合镀层的性能进行了研究结果表明，复合镀层具有比其它镀层更高的综合机械性能，是一种有发展前途的更新替代镀层。此技术已经得到生产验证。到目前为止，复合电沉积和其它新技术、新工艺一样，实践远远地走在理论的前面，其机理的研究正在不断的发展之中。
自润滑减压纳米复合镀层不是简单的取代硬铬镀层，是二十一世纪功能性电镀领域的一场革命，它优越的自润滑减压性能必将成为工业发展的新宠，具有广泛的发展前景，可使镀硬铬产品由原来的“厚、黑、重”向“轻、薄、精”转化，使产品得到升级换代。
(3)发明内容
为了使自润滑减压纳米复合电镀技术能够早日造福于人类，通过与活塞杆轴承、汽车活塞环等企业的长期交流与亲密合作，经过长期不懈的努力，创造性地研究出了自润滑纳米硫化钨-镍钴基复合电镀工艺。
该镀层硬度高(1100～1400HV)，并有很好的自润滑功能。
(4)具体实施方式
为了实现这一方法。本发明采用了下述方案：
A、活塞杆脉冲电镀自润滑纳米复合涂层(材质为35#钢，加工后表面Ra为0.8μm)。
镀前检验：检查活塞杆无表面划伤，无麻坑等不良缺陷；
产品上挂：将活塞杆分别用夹具进行上挂；
超声波除油：将活塞杆浸于超声波脱脂液中，超声频率20kHz-45kHz，超声功率为5W/cm2-250W/cm2，电流密度范围2-5A/dm2，其温度为80-90℃，浸渍时间为30分钟；除油配方为：氢氧化钠50-80g/L碳酸钠20-40g/L、磷酸三钠30-40g/L、硅酸钠5-10g/L；
阳极电解：目的是为了彻底除去活塞杆表面残渣，其温度为40-60℃，阴极电流密度10-30A/dm2，作业方式为阳极处理，时间为5分钟；阳极电解的配方为：氢氧化钠200g/L，十二烷基硫酸钠3g/L；
电化学抛光：目的是为了让活塞杆表面呈镜面光亮，阴极材料为铅，温度为45-60℃，电流密度10-20A/dm2，时间为30min，配方为：浓硫酸15-20ml/L，柠檬酸50-70g/L；
弱酸活化：活化是将活塞杆经抛光并经水洗后，投入5％～10％的硫酸溶液中浸泡1～3分种，取出水洗干净后再投入预镀镍液中；
闪镀低应力镍：将经前处理后的活塞杆进行电镀氨基磺酸镍，氨基磺酸镍配方为：氨基磺酸镍250-350g/L，氯化镍0-15g/L，硼酸30-45g/L，光亮剂10ml/L；操作工艺条件为：搅拌方式为连续过滤，镀液pH值为3.8-4.5，温度为50℃，镀镍时间为5-10分钟，电流密度1-10A/dm；
脉冲自润滑纳米复合镀：氨基磺酸镍300-500g/L，氯化钴0-30g/L，硼酸30-45g/L，纳米硫化钨5-10g/L，分散剂10ml/L，光亮剂10ml/L；操作工艺条件为：搅拌方式为连续过滤，镀液pH值为3.8-4.5，温度为50℃，电流密度1-10A/dm，电镀时间为10-60分钟，平均脉冲电流密度0.7-1.1A/dm，频率为800Hz，占空比为95％，阳极面积与阴极面积之比电流S阳∶S阴＞2∶1，阳极采用99.99％的电解镍；
热处理除氢：随后将电镀后产品置于300-500℃热处理1-2小时，最终自然冷却后得成品。
B、活塞环脉冲电镀自润滑纳米复合涂层
镀前检验：检查活塞环无表面划伤，无麻坑等不良缺陷。
产品上挂：将活塞环分别用夹具进行上挂。
高温除油：将活塞环浸于脱脂液中，其温度为80-90℃，浸渍时间为30分钟；除油配方为：氢氧化钠50-80g/L碳酸钠20-40g/L、磷酸三钠30-40g/L、表面活性剂2-3g/L；
电解除油：目的是为了彻底除去活塞环表面油渍，其温度为40-50℃，阴极电流密度10-30A/dm2，作业方式为阳极电解处理，时间为5分钟；阳极电解的配方为：氢氧化钠200g/L，十二烷基硫酸钠3g/L；
弱酸活化：活化是将活塞杆经抛光并经水洗后，投入5％～10％的硫酸溶液中浸泡1～3分种，取出水洗干净后再投入冲击镍液中；
冲击镍：将经前处理后的活塞杆进行冲击镀镍，冲击镍配方为：氯化镍200-250g/L，浓盐酸130ml/L；操作工艺条件为：搅拌方式为连续过滤，温度为室温，镀镍时间为1-3分钟，电流密度1-10A/dm；
脉冲自润滑纳米复合镀：氨基磺酸镍300-500g/L，氯化钴0-30g/L，硼酸30-45g/L，纳米硫化钨5-10g/L，分散剂10ml/L，光亮剂10ml/L；操作工艺条件为：搅拌方式为连续过滤，镀液pH值为3.8-4.5，温度为50℃，电流密度1-10A/dm，电镀时间为10-60分钟，平均脉冲电流密度0.7-1.1A/dm，频率为800Hz，占空比为95％，阳极面积与阴极面积之比电流S阳∶S阴＞2∶1，阳极采用99.99％的电解镍；
热处理除氢：随后将电镀后产品置于300-500℃热处理1-2小时，最终自然冷却后得成品。
Claims (1)
- 本镀液稳定性好，采用这种方法可以获得纳米镀层结合力好，硬度高，耐磨性良好，特别是有很好的自润滑性能，在机械加工业、电器电子工业、地质钻探工业、活塞杆轴承、汽车活塞环等领域，极具有推广应用价值。1.本发明的自润滑纳米硫化钨-镍钴基复合电镀工艺，其特征在于自润滑纳米复合镀液组成：氨基磺酸镍300-500g/L，氯化钴0-30g/L，硼酸30-45g/L，纳米硫化钨5-10g/L，分散剂10ml/L，光亮剂10ml/L。
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