CN108149286A - 一种防止泵体表面腐蚀的电镀方法 - Google Patents

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吴敏
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Abstract

本发明涉及泵的性能研究技术领域，公开了一种防止泵体表面腐蚀的电镀方法，使用的电镀液按照重量份计由以下成分制成：氧化铬30‑35份、硫酸镍20‑25份、硫酸12‑15份、次亚磷酸钠8‑10份、柠檬酸钠4‑6份、甲酸钠3‑5份、尿素2‑4份、表面活性剂0.3‑0.5份、ZrO2纳米粉1.2‑1.4份、TiO2纳米粉0.5‑0.8份、EDTA 0.1‑0.2份、水200‑220份，镀层厚度为10‑12微米，通过配制含有ZrO2纳米粉、TiO2纳米粉的电镀液所涉及的工艺参数，来达到最佳的电镀防腐效果，形成的非晶态结构，具有较高的耐腐蚀性，其耐腐蚀性能相当于甚至优于含铬量相近的不锈钢。

Description

一种防止泵体表面腐蚀的电镀方法
技术领域
本发明属于泵的性能研究技术领域，具体涉及一种防止泵体表面腐蚀的电镀方法。
背景技术
泵是输送流体或使流体增压的机械，它将原动机的机械能或其他外部能量传送给液体，使液体能量增加。泵主要用来输送水、油、酸碱液、乳化液、悬乳液和液态金属等液体，也可输送液、气混合物及含悬浮固体物的液体。泵通常可按工作原理分为容积式泵、动力式泵和其他类型泵三类。除按工作原理分类外，还可按其他方法分类和命名。如，按驱动方法可分为电动泵和水轮泵等；按结构可分为单级泵和多级泵；按用途可分为锅炉给水泵和计量泵等；按输送液体的性质可分为水泵、油泵和泥浆泵等。按照有无轴结构，可分直线泵，和传统泵。水泵只能输送以流体为介质的物流，不能输送固体。
受工作环境的影响，泵体极易发生腐蚀和磨损，大大缩短了其使用寿命，对泵的安全稳定运行也造成隐患，现有的解决方法有使用涂层进行防护，涂层防护虽有效果，但是容易脱落，与表面的结合性不好，因此，电镀防腐的表面处理方法应用而成。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种防止泵体表面腐蚀的电镀方法，通过对工艺条件的控制使电喷后相结构、硬度、结合强度等的提高，提高泵的耐磨耐腐蚀性。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种防止泵体表面腐蚀的电镀方法，使用的电镀液按照重量份计由以下成分制成：氧化铬30-35份、硫酸镍20-25份、硫酸12-15份、次亚磷酸钠8-10份、柠檬酸钠4-6份、甲酸钠3-5份、尿素2-4份、表面活性剂0.3-0.5份、ZrO2纳米粉1.2-1.4份、TiO2纳米粉0.5-0.8份、EDTA0.1-0.2份、水200-220份，镀层厚度为10-12微米，其电镀工艺包括以下步骤：
（1）将ZrO2纳米粉、TiO2纳米粉、表面活性剂和水混合，球磨2-3小时后依次加入氧化铬、次亚磷酸钠、柠檬酸钠，超声搅拌1-2小时，然后加入剩余成分，继续球磨30-40分钟，测定溶液的PH值，控制在6.8-7.0之间，若不在此范围使用氨水调节，制备得到电镀液；
（2）用磨床将泵体表面氧化皮等杂质磨掉，并使用砂纸打磨1-2次，随后使用除污剂在超声波作用下清洗10-15分钟，置于80-90℃的干燥箱中干燥1-2小时，控制电镀温度为50-55℃，电流密度为30-35A/dm2。
作为对上述方案的进一步描述，所述除污剂含有质量分数为60-65%的丙酮溶液，剩余为新制备的质量浓度为20-25%的石灰水。
作为对上述方案的进一步描述，所述表面活性剂按照质量百分比计含有以下成分：聚氧乙烯氧丙烯油酸酯占30-35%、四乙二醇月桂酸酯占25-30%、聚氧乙烯油醇占20-25%、剩余为三乙醇胺油酸盐。
作为对上述方案的进一步描述，所述硫酸质量浓度为0.2-0.3摩尔/升。
本发明相比现有技术具有以下优点：为了解决现有的对泵体的防腐蚀现象处理不当的问题，本发明提供了一种防止泵体表面腐蚀的电镀方法，通过配制含有ZrO2纳米粉、TiO2纳米粉的电镀液所涉及的工艺参数，如电镀液的添加顺序、分散程度、电镀温度等来达到最佳的电镀防腐效果，纳米复合镀层能极大改善镀层的硬度、耐磨及减摩性能、耐腐蚀性、耐高温性能、电及电催化性能等，形成的非晶态结构，具有较高的耐腐蚀性，其耐腐蚀性能相当于甚至优于含铬量相近的不锈钢。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
一种防止泵体表面腐蚀的电镀方法，使用的电镀液按照重量份计由以下成分制成：氧化铬30份、硫酸镍20份、硫酸12份、次亚磷酸钠8份、柠檬酸钠4份、甲酸钠3份、尿素2份、表面活性剂0.3份、ZrO2纳米粉1.2份、TiO2纳米粉0.5份、EDTA 0.1份、水200份，镀层厚度为10微米，其电镀工艺包括以下步骤：
（1）将ZrO2纳米粉、TiO2纳米粉、表面活性剂和水混合，球磨2-3小时后依次加入氧化铬、次亚磷酸钠、柠檬酸钠，超声搅拌1小时，然后加入剩余成分，继续球磨30分钟，测定溶液的PH值，控制在6.8-7.0之间，若不在此范围使用氨水调节，制备得到电镀液；
（2）用磨床将泵体表面氧化皮等杂质磨掉，并使用砂纸打磨1次，随后使用除污剂在超声波作用下清洗10分钟，置于80℃的干燥箱中干燥1小时，控制电镀温度为50℃，电流密度为30A/dm2。
作为对上述方案的进一步描述，所述除污剂含有质量分数为60%的丙酮溶液，剩余为新制备的质量浓度为20%的石灰水。
作为对上述方案的进一步描述，所述表面活性剂按照质量百分比计含有以下成分：聚氧乙烯氧丙烯油酸酯占30%、四乙二醇月桂酸酯占25%、聚氧乙烯油醇占20%、剩余为三乙醇胺油酸盐。
作为对上述方案的进一步描述，所述硫酸质量浓度为0.2摩尔/升。
实施例2
一种防止泵体表面腐蚀的电镀方法，使用的电镀液按照重量份计由以下成分制成：氧化铬32份、硫酸镍22份、硫酸14份、次亚磷酸钠9份、柠檬酸钠5份、甲酸钠4份、尿素3份、表面活性剂0.4份、ZrO2纳米粉1.3份、TiO2纳米粉0.6份、EDTA 0.15份、水210份，镀层厚度为11微米，其电镀工艺包括以下步骤：
（1）将ZrO2纳米粉、TiO2纳米粉、表面活性剂和水混合，球磨2.5小时后依次加入氧化铬、次亚磷酸钠、柠檬酸钠，超声搅拌1.5小时，然后加入剩余成分，继续球磨35分钟，测定溶液的PH值，控制在6.8-7.0之间，若不在此范围使用氨水调节，制备得到电镀液；
（2）用磨床将泵体表面氧化皮等杂质磨掉，并使用砂纸打磨1次，随后使用除污剂在超声波作用下清洗13分钟，置于85℃的干燥箱中干燥1.5小时，控制电镀温度为52℃，电流密度为33A/dm2。
作为对上述方案的进一步描述，所述除污剂含有质量分数为63%的丙酮溶液，剩余为新制备的质量浓度为23%的石灰水。
作为对上述方案的进一步描述，所述表面活性剂按照质量百分比计含有以下成分：聚氧乙烯氧丙烯油酸酯占335%、四乙二醇月桂酸酯占28%、聚氧乙烯油醇占23%、剩余为三乙醇胺油酸盐。
作为对上述方案的进一步描述，所述硫酸质量浓度为0.25摩尔/升。
实施例3
一种防止泵体表面腐蚀的电镀方法，使用的电镀液按照重量份计由以下成分制成：氧化铬35份、硫酸镍25份、硫酸15份、次亚磷酸钠10份、柠檬酸钠6份、甲酸钠5份、尿素4份、表面活性剂0.5份、ZrO2纳米粉1.4份、TiO2纳米粉0.8份、EDTA 0.2份、水220份，镀层厚度为12微米，其电镀工艺包括以下步骤：
（1）将ZrO2纳米粉、TiO2纳米粉、表面活性剂和水混合，球磨3小时后依次加入氧化铬、次亚磷酸钠、柠檬酸钠，超声搅拌2小时，然后加入剩余成分，继续球磨40分钟，测定溶液的PH值，控制在6.8-7.0之间，若不在此范围使用氨水调节，制备得到电镀液；
（2）用磨床将泵体表面氧化皮等杂质磨掉，并使用砂纸打磨2次，随后使用除污剂在超声波作用下清洗15分钟，置于90℃的干燥箱中干燥2小时，控制电镀温度为55℃，电流密度为35A/dm2。
作为对上述方案的进一步描述，所述除污剂含有质量分数为65%的丙酮溶液，剩余为新制备的质量浓度为25%的石灰水。
作为对上述方案的进一步描述，所述表面活性剂按照质量百分比计含有以下成分：聚氧乙烯氧丙烯油酸酯占35%、四乙二醇月桂酸酯占30%、聚氧乙烯油醇占25%、剩余为三乙醇胺油酸盐。
作为对上述方案的进一步描述，所述硫酸质量浓度为0.3摩尔/升。
对比例1
与实施例1的区别仅在于，省略ZrO2纳米粉和TiO2纳米粉，其余保持一致。
对比例2
与实施例2的区别仅在于，步骤（1）中 将所有电镀液成分共同混合，其余保持一致。
对比例3
与实施例3的区别仅在于，步骤（2）中电镀前对泵体表面经过简单的打磨即可，其余保持一致。
对比实验
分别使用实施例1-3和对比例1-3的方法防止泵体表面腐蚀，同时以现有的镀铬方法作为对照，使用沸腾的质量浓度为15%的硫酸作为腐蚀液，腐蚀24小时，将各组处理结果进行比较，保持各组电镀厚度一致，无关变量均保持一致，结果如下表所示：
项目 摩擦系数 镀层结合强度（MPa） 硬度（HV） 腐蚀层厚度（微米）
实施例1 0.35 80.0 1150 0.04
实施例2 0.33 80.9 1160 0.03
实施例3 0.34 80.5 1155 0.03
对比例1 0.53 51.2 950 0.23
对比例2 0.48 53.6 1020 0.18
对比例3 0.45 52.7 980 0.20
对照组 0.52 43.8 940 0.26
由此可见：本发明通过配制含有ZrO2纳米粉、TiO2纳米粉的电镀液所涉及的工艺参数，来达到最佳的电镀防腐效果，形成的非晶态结构，具有较高的耐腐蚀性，其耐腐蚀性能相当于甚至优于含铬量相近的不锈钢。

Claims (4)

1.一种防止泵体表面腐蚀的电镀方法，其特征在于，使用的电镀液按照重量份计由以下成分制成：氧化铬30-35份、硫酸镍20-25份、硫酸12-15份、次亚磷酸钠8-10份、柠檬酸钠4-6份、甲酸钠3-5份、尿素2-4份、表面活性剂0.3-0.5份、ZrO2纳米粉1.2-1.4份、TiO2纳米粉0.5-0.8份、EDTA 0.1-0.2份、水200-220份，镀层厚度为10-12微米，其电镀工艺包括以下步骤：
（1）将ZrO2纳米粉、TiO2纳米粉、表面活性剂和水混合，球磨2-3小时后依次加入氧化铬、次亚磷酸钠、柠檬酸钠，超声搅拌1-2小时，然后加入剩余成分，继续球磨30-40分钟，测定溶液的PH值，控制在6.8-7.0之间，若不在此范围使用氨水调节，制备得到电镀液；
（2）用磨床将泵体表面氧化皮等杂质磨掉，并使用砂纸打磨1-2次，随后使用除污剂在超声波作用下清洗10-15分钟，置于80-90℃的干燥箱中干燥1-2小时，控制电镀温度为50-55℃，电流密度为30-35A/dm2。
2.如权利要求1所述一种防止泵体表面腐蚀的电镀方法，其特征在于，所述除污剂含有质量分数为60-65%的丙酮溶液，剩余为新制备的质量浓度为20-25%的石灰水。
3.如权利要求1所述一种防止泵体表面腐蚀的电镀方法，其特征在于，所述表面活性剂按照质量百分比计含有以下成分：聚氧乙烯氧丙烯油酸酯占30-35%、四乙二醇月桂酸酯占25-30%、聚氧乙烯油醇占20-25%、剩余为三乙醇胺油酸盐。
4.如权利要求1所述一种防止泵体表面腐蚀的电镀方法，其特征在于，所述硫酸质量浓度为0.2-0.3摩尔/升。
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