CN107190250A

CN107190250A - 一种镀态高硬度高耐磨的纳米化学复合镀液及其使用方法

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Publication number: CN107190250A
Application number: CN201710371892.XA
Authority: CN
Inventors: 李华平
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-05-24
Filing date: 2017-05-24
Publication date: 2017-09-22

Abstract

一种镀态高硬度高耐磨的纳米化学复合镀液及其使用方法，其特点是组分比例为硫酸镍2.8‑3.2%、次磷酸钠2.2‑2.5%、羟基丙酸0.4‑1%、氨基乙酸0.3‑0.8%、无水乙酸钠3.3‑3.5%、硫脲0.00007%、分散剂（NNO）0.04‑0.1%、硬质纳米材料0.05‑1%、纯水88.9‑90.6%；使用方法取上述成分加纯水溶解；将硫酸镍、羟基丙酸、氨基乙酸、无水乙酸钠、次磷酸钠、硫脲，搅拌互溶；将硬质纳米材料、分散剂用水溶解并用超声波清洗机分散，再加到上述溶液中；将溶液用冰醋酸调整PH值为5.1‑5.4；将溶液加热到86‑92℃；它解决了现有纳米化学复合镀，其镀层镀态硬度低，耐磨性差的问题，特别适合替代电镀硬铬使用。

Description

一种镀态高硬度高耐磨的纳米化学复合镀液及其使用方法

技术领域

本发明涉及电镀硬铬技术领域，具体的说是一种镀态高硬度高耐磨的纳米化学复合镀液及其使用方法。

背景技术

传统的电镀硬铬工艺，其镀层虽然具有较高的硬度和较好的耐磨性，但是，电镀硬铬工艺使用的六价铬酸溶液，会产生有害的铬酸雾及废水，严重的污染环境，并且电镀硬铬工艺因受电流分布限制，对形态复杂的工件存在镀层厚度不均匀、微裂纹及孔隙多、抗蚀性及耐磨性仍然不理想的缺陷。

现有一种纳米化学复合镀，其镀层镀态硬度较低（HV600-650），其耐磨性与电镀硬铬相比还不理想。若要达到电镀硬铬层硬度HV800-900和超越硬铬层耐磨性，需要再进行400度加热处理。这种需热处理的纳米化学复合镀技术，对于机械零部件存在易造成基体强度降低和变形的问题。

发明内容

本发明为解决现有纳米化学复合镀，其镀层镀态硬度低，耐磨性差的问题，提供了一种镀态高硬度高耐磨的纳米化学复合镀液及其使用方法。

本发明的技术方案是，一种镀态高硬度高耐磨的纳米化学复合镀液及其使用方法，其特殊之处是组分比例为，硫酸镍2.8-3.2%、次磷酸钠2.2-2.5%、羟基丙酸0.4-1%、氨基乙酸0.3-0.8%、无水乙酸钠3.3-3.5%、硫脲0.00007%、分散剂（NNO）0.04-0.1%、硬质纳米材料0.05-1%、纯水88.9-90.6%；

其使用方法为，（1）取上述成分分别加入纯水溶解，其中，羟基丙酸、氨基乙酸使用20%氢氧化钠溶液调整PH值为5.2；

（2）将硫酸镍、羟基丙酸、氨基乙酸、无水乙酸钠、次磷酸钠、硫脲，按顺序依次搅拌互溶；

（3）将硬质纳米材料、分散剂用29-30克水溶解，置于超声波清洗机中分散，再加到上述溶液中；

（4）将上述溶液用2:1冰醋酸调整PH值为5.1-5.4；

（5）将上述溶液加热到86-92℃；

（6）将净化处理后的镀件浸入上述溶液中施镀；

上述溶液的沉积速率16-21um/h。

所述的硬质纳米材料包括：金刚石、碳化硼、碳化硅、碳化钛、氮化硅、氮化钛、氧化钛、碳化锆、氮化锆、氧化锆、氧化铝、二硼化物、、碳化钒、氮化钒、碳纳米管、石墨烯。

所述的硬质纳米材料，粒径3-15nm为0.05-0.15%、粒径15-50nm为0.15-0.35%、粒径50-100nm为0.35-0.55%、粒径100-500nm为0.55-1%。

本发明的技术效果是，采用上述技术方案，可以实现一种高硬度高耐磨的纳米化学复合镀液及其使用方法。该镀液不用外加电流电解沉积，因而不受电流分布限制，对形状复杂的零部件都能在其表面获得厚度均匀、无微裂纹及孔隙，抗蚀性、耐磨性超越电镀硬铬的纳米复合镀层，本发明的效果在于该镀液能获得镀态硬度HV810-860的纳米复合镀层。该镀液不含铬、铅、镉等有害离子，还解决了传统电镀硬铬技术污染环境的问题。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步说明。

实施例1，取硫酸镍2.8克、次磷酸钠2.2克、羟基丙酸0.4克、氨基乙酸0.8克、无水乙酸钠3.3克、硫脲0.00007克、分散剂（NNO）0.04克、碳化硅（50nm）0.3克；

先将羟基丙酸、氨基乙酸，使用20%氢氧化钠溶液调整PH值为5.2；再将上述成分分别60.16克纯水中溶解；

将硫酸镍、羟基丙酸、氨基乙酸、无水乙酸钠、次磷酸钠、硫脲，按顺序依次搅拌互溶；

将碳化硅、分散剂（NNO）用29克纯水溶解，置于超声波清洗机中分散，再加到上述溶液中；

将上述溶液用2:1冰醋酸调整PH值为5.4；

将上述溶液加热到86℃，并施以搅拌；

将净化处理后的镀件浸入上述溶液中施镀；

上述溶液的沉积速率16um/h。

实施例2，取硫酸镍2.9克、次磷酸钠2.3克、羟基丙酸0.8克、氨基乙酸0.5克、无水乙酸钠3.35克、硫脲0.00007克、分散剂（NNO）0.08克、碳化硼（80nm）0.5克；

先将羟基丙酸、氨基乙酸，使用20%氢氧化钠溶液调整PH值为5.2；再将上述成分加到60.57克纯水中溶解；

将碳化硼、分散剂（NNO）用29克纯水溶解，置于超声波清洗机中分散，再加到上述溶液中；

将上述溶液用2:1冰醋酸调整PH值为5.3；

将上述溶液加热到88℃，并施以搅拌；

将净化处理后的镀件浸入上述溶液中施镀；

上述溶液的沉积速率17um/h。

实施例3，取硫酸镍3克、次磷酸钠2.3克、羟基丙酸0.8克、氨基乙酸0.5克、无水乙酸钠3.4克、硫脲0.00007克、分散剂（NNO）0.06克、金刚石（5nm）0.08克；

先将羟基丙酸、氨基乙酸，使用20%氢氧化钠溶液调整PH值为5.2；再将上述成分分别加到60.86克纯水中溶解；

将金刚石、分散剂（NNO）用29克纯水溶解，置于超声波清洗机中分散，再加到上述溶液中；

将上述溶液用2:1冰醋酸调整PH值为5.2；

将上述溶液加热到90℃，并施以搅拌；

将净化处理后的镀件浸入上述溶液中施镀；

上述溶液的沉积速率19um/h。

实施例4，取硫酸镍3.1克、次磷酸钠2.35克、羟基丙酸1克、氨基乙酸0.3克、无水乙酸钠3.45克、硫脲0.00007克、分散剂（NNO）0. 1克、金刚石（15nm）0.05克、碳纳米管（30 nm）0.05克；

先将羟基丙酸、氨基乙酸，使用20%氢氧化钠溶液调整PH值为5.2；再将上述成分分别加到60.6克纯水中溶解；

将金刚石、碳纳米管、分散剂（NNO）用29克纯水溶解，置于超声波清洗机中分散，再加到上述溶液中；

将上述溶液用2:1冰醋酸调整PH值为5.1；

将上述溶液加热到92℃，并施以搅拌；

将净化处理后的镀件浸入上述溶液中施镀；

上述溶液的沉积速率21um/h。

Claims

1.一种镀态高硬度高耐磨的纳米化学复合镀液及其使用方法，其特征是组分比例为：硫酸镍2.8-3.2%、次磷酸钠2.2-2.5%、羟基丙酸0.4-1%、氨基乙酸0.3-0.8%、无水乙酸钠3.3-3.5%、硫脲0.00007%、分散剂0.04-0.1%、硬质纳米材料0.05-1%、纯水88.9-90.6%；

其使用方法为，（1）按比例取上述成分加入纯水溶解，其中，羟基丙酸、氨基乙酸使用20%氢氧化钠溶液调整PH值为5.2；

（3）将硬质纳米材料、分散剂用纯水溶解，置于超声波清洗机中分散，再加到上述溶液中；

（4）将上述溶液用2:1冰醋酸调整PH值为5.1-5.4；

（5）将上述溶液加热到86-92℃；

（6）将净化处理后的镀件浸入上述溶液中施镀；上述溶液的沉积速率16-21um/h。

2.根据权利要求1所述的镀态高硬度高耐磨的纳米化学复合镀液及其使用方法，其特征是：所述的硬质纳米材料包括金刚石、碳化硼、碳化硅、碳化钛、氮化硅、氮化钛、氧化钛、碳化锆、氮化锆、氧化锆、氧化铝、二硼化物、碳化钒、氮化钒、碳纳米管、石墨烯。

3.根据权利要求1所述的镀态高硬度高耐磨的纳米化学复合镀液及其使用方法，其特征是：所述的硬质纳米材料，粒径3-15nm为0.05-0.15%、粒径15-50nm为0.15-0.35%、粒径50-100nm为0.35-0.55%、粒径100-500nm为0.55-1%。