CN108149303A - 一种Ni-P合金基复合镀层的制备工艺 - Google Patents

一种Ni-P合金基复合镀层的制备工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN108149303A
CN108149303A CN201611109784.7A CN201611109784A CN108149303A CN 108149303 A CN108149303 A CN 108149303A CN 201611109784 A CN201611109784 A CN 201611109784A CN 108149303 A CN108149303 A CN 108149303A
Authority
CN
China
Prior art keywords
composite
composite deposite
acid
amorphous
deposite
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201611109784.7A
Other languages
English (en)
Inventor
刘志红
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN201611109784.7A priority Critical patent/CN108149303A/zh
Publication of CN108149303A publication Critical patent/CN108149303A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D15/00—Electrolytic or electrophoretic production of coatings containing embedded materials, e.g. particles, whiskers, wires
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D3/00—Electroplating: Baths therefor
    • C25D3/02—Electroplating: Baths therefor from solutions
    • C25D3/56—Electroplating: Baths therefor from solutions of alloys
    • C25D3/562—Electroplating: Baths therefor from solutions of alloys containing more than 50% by weight of iron or nickel or cobalt
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/04—Electroplating with moving electrodes
    • C25D5/06—Brush or pad plating

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)

Abstract

一种Ni‑P合金基复合镀层的制备工艺，复合镀层的基体材质为非晶/纳米晶Ni‑P合金，Ni含量为复合镀层的80‑90wt%，P含量为复合镀层的5‑15wt%，第二相为VC1‑x、TiC等晶粒长大抑制剂，含量为复合镀层的0‑5wt%；复合镀层的制备工艺：（1）金属被镀表面的预处理；（2）第二相粒子的活化；（3）电刷镀Ni‑P非晶复合镀层；（4）复合镀层部分晶化转变。

Description

一种Ni-P合金基复合镀层的制备工艺
技术领域
本发明涉及一种表面电镀工艺及复合镀层，尤其是涉及一种以非晶/纳米晶Ni-P合金为基体的复合镀层制备工艺。
背景技术
非晶结构上的特殊性(短程有序)，使得非晶材料与传统金属相比，具有优良的力学性能、抗腐蚀能力、化学活性等优点。非晶材料在室温变形时易诱发局域绝热剪切带形成单重剪切裂纹而突然断裂失效，几乎不展现宏观的塑性变形特征，这极大地限制了非晶材料作为结构材料的应用。另一方面，非晶的结构特点决定其处于热力学的亚稳状态，这也限制了非晶材料在较高温度场合下的使用。因此，利用第二相强韧化原理，采用复合技术，在非晶合金材料中添加高硬度粒子（或纤维），使非晶合金的宏观塑性、冲击韧性得以提高，在一些非晶材料中已取得一定的成果。
复合电镀是采用电化学方法使金属（或合金）与固体微粒（或纤维）共沉积，镀层中基体金属和添加的固体微粒之间几乎不发生扩散现象，因此兼有基体金属和固体微粒的综合性能。复合电镀的技术适用性和实用性宽广，具有较强的可变性和可操作性，应用将日益广泛。电刷镀的基本原理与电镀相同，无须镀槽。刷镀时使浸满镀液的镀笔以一定的相对运动速度在被镀表面上移动，并保持一定的压力，从而使金属离子沉积在被镀材料表面。电刷镀具有设备简单、工艺简单、成本低、沉积速度快、适用范围广等特点，已广泛应用于零部件的表面强化和修复。因此，采用电刷镀制备非晶/纳米晶复合镀层，充分发挥非晶基体和纳米粒子的优异性能，提高镀层的耐磨性，节约材料，具有重要的工程实际应用价值。
发明内容
Ni-P非晶合金具有高强、良好的耐磨和耐蚀等优异性能，且制备工艺较为成熟，是复合镀层理想的基体材料，VC1-x、TiC等晶粒长大抑制剂，具有很高的强度、硬度等特点，可抑制非晶基体高度局域剪切带的形成，并可抑制晶化转变时晶粒的长大速度，降低加热时间对非晶合金基体晶化转变的敏感性，提高Ni-P非晶/纳米晶基体制备工艺的可操作性。本发明所要解决的技术问题是，提供一种以非晶/纳米晶Ni-P合金为基体，添加晶粒长大抑制剂作为第二相的复合镀层制备工艺。
一种Ni-P合金基复合镀层的制备工艺，所采用的技术方案是：复合镀层的基体材质为非晶/纳米晶Ni-P合金，Ni含量为复合镀层的80-90wt%，P含量为复合镀层的5-15wt%（优选8-12wt%），所述复合镀层中第二相为VC1-x、TiC等晶粒长大抑制剂，含量为复合镀层的0-5wt%（优选0.5-2wt%）。
本发明之复合镀层的制备工艺，包括以下步骤：
（1）金属被镀表面的预处理；
（2）第二相粒子的活化；
（3）电刷镀Ni-P非晶复合镀层；
（4）复合镀层部分晶化转变。
所述金属被镀表面预处理包括除锈、脱脂、活化过程，可采用化学或电化学方法；
所述的电刷镀工艺参数为：电极的电流密度为0.2-1.2A/mm2，电极相对运动速度为5-20m/min（优选8-15m/min），施镀温度为30-60℃，镀液Ph值0.5-1.5；
所述复合电镀液组成为；可溶性镍盐2-4mol/L，羧酸0.2-0.6mol/L，硼酸15-40g/L，第二相粒子5-25g/L，次磷酸钠或亚磷酸0.1-0.5mol/L，络合剂0.5-5g/L；
所述可溶性镍盐包括：硫酸镍、氯化镍；
所述羧酸包括：乙酸、甲酸、草酸、柠檬酸等；
所述络合剂包括：酒石酸、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠等；
所述Ni-P非晶复合镀层部分晶化转变工艺参数为：转变温度290-330℃，加热时间0.2-0.5h。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1.与真空镀法、液态急冷法等方法制备非晶材料相比，电镀法具有设备投资少、镀液成分简单，稳定性高，寿命较长，原材料利用率高等特点，而与内生复合法（铸造类）制备非晶复合材料相比，能源消耗更少、组织更均匀；
2. 相比常规电镀而言，镀液中金属离子含量高，同时两电极间有相对远动故允许使用较高的电流密度，金属沉积速度快；
3.利用VC、TiC等高硬、高强抑制非晶合金变形时单一剪切带的滑移，促使多重剪切带的产生和滑移，提高非晶复合镀层的宏观塑性和冲击韧性，同时也可增强复合镀层的耐磨性；同时VC、TiC等也是一种高效的晶粒长大抑制剂，可在抑制晶化转变时晶粒的长大速度，降低加热温度和时间对晶化转变的敏感性，提高其晶化转变工艺的可操作性和可控性；
4.通过调整电镀液主要成分的浓度配比，可获得不同成分的复合镀层，满足不同场合的性能要求；
5.通过晶化转变，使Ni-P非晶合金内生转变为非晶/纳米Ni-P合金，提升了非晶/纳米结构之间的相互协调与匹配，使复合镀层内应力降低，可进一步抑制非晶的高度局域化剪切带的形成，提高复合镀层的冲击韧性和综合性能；
6.可通过调整晶化转变的工艺参数，获得由不同非晶/纳米晶组成比例构成的Ni-P合金基体，从而调整复合镀层的性能，满足不同场合的性能要求；
7. 该电镀液配方不含氰化物、六价铬、镉等有毒物质、从而降低电镀液回收处理的成本和难度，可实现绿色生产；
8. 电刷镀具有设备与工艺简单，尤其对于大型、精密设备的现场不解体修复更具有实用价值。电刷镀可采用不同型号的镀笔，并配有形状不同、大小不一的不溶阳极，对各种不同几何形状及结构复杂的零部件都可修复。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1非晶/纳米晶Ni-P合金/VC复合镀层的制备
非晶/纳米晶Ni-P合金/VC复合镀层，基体材质为非晶/纳米晶Ni-P合金，Ni含量为复合镀层的88.4wt%，P含量为复合镀层的10.7wt%，VC含量为复合镀层的0.9wt%。
其电镀工艺，包括以下步骤：
（1）被镀金属表面的预处理：镀材选用45号钢板，被镀表面先后经机械加工，然后在超声波清洗机采用20wt%氢氧化钠溶液以去油脂，最后，采用12wt%盐酸溶液去除被镀表面的氧化膜，活化金属表面；
（2）固体微粒的活化处理：将400目VC微粒加入到15wt%的盐酸溶液清洗，备用；
（3）复合电镀液组成为：氯化镍0.2 mol/L、硫酸镍1.8mol/L、硼酸25g/L、十二烷基苯磺酸钠1g/L、酒石酸0.5g/L，乙酸0.3mol/L，VC5g/L、次磷酸钠0.24 mol/L，滴定盐酸至pH值至1；
（4）复合镀层的制备：阳极采用平板石墨，电极的电流密度为0.45 A/mm2，电极相对运动速度为8 m/min，施镀温度为50℃；
（5）复合镀层的后处理：将被镀产品在温度320℃下保温0.2 h，使非晶Ni-P合金基体转变为非晶/纳米晶Ni-P合金基体。
实施例2
本实施例之非晶/纳米晶Ni-P合金//TiC复合镀层，基体材质为非晶/纳米晶Ni-P合金，Ni含量为复合镀层的84.2wt%，P含量为复合镀层的13.5wt%， TiC含量为复合镀层的2.3wt%。
其电镀工艺，包括以下步骤：
（1）电镀表面的预处理：镀材选用Q235号钢板，首先经铣、磨、研磨加工被镀表面，然后，采用20wt%氢氧化钠溶液清洗去油脂，最后，采用12wt%盐酸溶液去除被镀表面的氧化膜，活化金属表面；
（2） 微粒的活化处理：将400目的TiC微粒加入到25wt%的盐酸溶液中，加热至65℃处理30min，用蒸馏水清洗3次，备用；
（3）复合电镀液组成：硫酸镍2.5mol/L，草酸0.4mol/L，硼酸15g/L，十二烷基苯磺酸钠0.8g/L，TiC15g/L，次磷酸钠0.4mol/L，再加入盐酸调节pH值至1.5；
（4）复合镀层的制备：阳极采用平板石墨，电极板电流密度为0.6A/mm2，施镀温度为45℃；
（5）复合镀层的后处理：将被镀产品在温度310℃下保温0.3 h，，使非晶Ni-P合金基体转变为非晶/纳米晶Ni-P合金基体。

Claims (2)

1.一种Ni-P合金基复合镀层的制备工艺，其特征在于：复合镀层的基体材质为非晶/纳米晶Ni-P合金，Ni含量为复合镀层的80-90wt%，P含量为复合镀层的5-15wt%（优选8-12wt%），所述复合镀层中第二相为VC1-x、TiC等晶粒长大抑制剂，含量为复合镀层的0-5wt%（优选0.5-2wt%）。
2.本发明之复合镀层的制备工艺，其特征在于：（1）金属被镀表面的预处理；（2）第二相粒子的活化；（3）电刷镀Ni-P非晶复合镀层；（4）复合镀层部分晶化转变；
所述金属被镀表面预处理包括除锈、脱脂、活化过程，可采用化学或电化学方法；
所述的电刷镀工艺参数为：电极的电流密度为0.2-1.2A/mm2，电极相对运动速度为5-20m/min（优选8-15m/min），施镀温度为30-60℃，镀液Ph值0.5-1.5；
所述复合电镀液组成为；可溶性镍盐2-4mol/L，羧酸0.2-0.6mol/L，硼酸20-50g/L，第二相粒子5-25g/L，次磷酸钠或亚磷酸0.1-0.5mol/L，络合剂0.5-5g/L；所述可溶性镍盐包括：硫酸镍、氯化镍；所述羧酸包括：乙酸、甲酸、草酸、柠檬酸等；所述络合剂包括：酒石酸、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠等；
所述复合镀层部分晶化转变工艺参数为：转变温度290-330℃，加热时间0.2-0.5h。
CN201611109784.7A 2016-12-06 2016-12-06 一种Ni-P合金基复合镀层的制备工艺 Pending CN108149303A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611109784.7A CN108149303A (zh) 2016-12-06 2016-12-06 一种Ni-P合金基复合镀层的制备工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611109784.7A CN108149303A (zh) 2016-12-06 2016-12-06 一种Ni-P合金基复合镀层的制备工艺

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108149303A true CN108149303A (zh) 2018-06-12

Family

ID=62467818

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201611109784.7A Pending CN108149303A (zh) 2016-12-06 2016-12-06 一种Ni-P合金基复合镀层的制备工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108149303A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110029379A (zh) * 2019-05-05 2019-07-19 东莞市康圣精密合金材料有限公司 超宽不锈钢板材镀镍外观优化工艺
CN111411377A (zh) * 2020-05-07 2020-07-14 广东省焊接技术研究所（广东省中乌研究院） 一种新型梯度结构镍磷合金及其制备方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1676674A (zh) * 2005-01-17 2005-10-05 上海大学 含有纳米微粒的镍－磷合金基复合镀层的制备方法
CN101967668A (zh) * 2009-12-16 2011-02-09 辽宁师范大学 用化学镀或电镀工艺制备Ni-P-UFD复合镀层的方法
CN103436944A (zh) * 2013-08-22 2013-12-11 北京科技大学 一种非晶铁磷合金/v8c7复合镀层及其电镀工艺
CN104404604A (zh) * 2014-11-20 2015-03-11 长沙理工大学 一种镍-磷/纳米v8c7 复合电镀液
CN105132994A (zh) * 2015-10-09 2015-12-09 桂林理工大学 脉冲电沉积制备Ni-P-SnO2纳米复合镀层的方法
CN105154942A (zh) * 2015-10-09 2015-12-16 桂林理工大学 脉冲电沉积制备Ni-P-WO3纳米复合镀层的方法
CN103266340B (zh) * 2013-05-07 2016-01-20 常州市洋士纺织机械科技有限公司 Ni-P-纳米金刚石粉复合耐磨镀层镀液及其应用

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1676674A (zh) * 2005-01-17 2005-10-05 上海大学 含有纳米微粒的镍－磷合金基复合镀层的制备方法
CN101967668A (zh) * 2009-12-16 2011-02-09 辽宁师范大学 用化学镀或电镀工艺制备Ni-P-UFD复合镀层的方法
CN103266340B (zh) * 2013-05-07 2016-01-20 常州市洋士纺织机械科技有限公司 Ni-P-纳米金刚石粉复合耐磨镀层镀液及其应用
CN103436944A (zh) * 2013-08-22 2013-12-11 北京科技大学 一种非晶铁磷合金/v8c7复合镀层及其电镀工艺
CN104404604A (zh) * 2014-11-20 2015-03-11 长沙理工大学 一种镍-磷/纳米v8c7 复合电镀液
CN105132994A (zh) * 2015-10-09 2015-12-09 桂林理工大学 脉冲电沉积制备Ni-P-SnO2纳米复合镀层的方法
CN105154942A (zh) * 2015-10-09 2015-12-16 桂林理工大学 脉冲电沉积制备Ni-P-WO3纳米复合镀层的方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110029379A (zh) * 2019-05-05 2019-07-19 东莞市康圣精密合金材料有限公司 超宽不锈钢板材镀镍外观优化工艺
CN111411377A (zh) * 2020-05-07 2020-07-14 广东省焊接技术研究所（广东省中乌研究院） 一种新型梯度结构镍磷合金及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106381510A (zh) 一种Ni‑Fe‑P合金基复合镀层的制备工艺
CN106757287A (zh) 一种Fe‑Ni‑P基复合镀层的制备工艺
CN103436944B (zh) 一种非晶铁磷合金/v8c7复合镀层及其电镀工艺
CN105386089B (zh) 一种三价铬硬铬电镀溶液及其在硬铬电镀中的应用
CN101195208B (zh) 具有高硬度高耐磨的电镀金刚石工具的制造方法
CN103938255A (zh) 一种镍-石墨烯复相的制备方法
CN106893953B (zh) 一种钴基非晶合金粉末及生产方法
CN105177572B (zh) 一种在钢板表面制备耐蚀复合涂层的方法
CN104451829A (zh) 一种镍-铁-磷/纳米v8c7复合电镀液
CN102534732A (zh) 脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层及其制备方法
CN102168261A (zh) 一种低温化学镀Ni-Cu-P溶液及应用该溶液的化学镀Ni-Cu-P方法
CN108149303A (zh) 一种Ni-P合金基复合镀层的制备工艺
CN101748427A (zh) 一种镀覆厚金膜的钛板及其制备方法
CN111607817A (zh) 一种铁族元素和钨的合金与碳化硅复合镀层及其制备方法与应用
CN105839082A (zh) 一种Ce-Ni-B/GO化学复合沉积层及其超声波辅助制备方法
CN108130570A (zh) 一种复合三价电镀铬工艺
CN101348909B (zh) 机械镀锌基钛合金镀层工艺
CN106929892A (zh) 一种高耐蚀性高硬度三价铬硬铬镀层的制备方法
CN108193146B (zh) 一种镍基非晶合金粉末及生产方法
CN104404604A (zh) 一种镍-磷/纳米v8c7 复合电镀液
CN101709460A (zh) 化学镀Ni-P阳极复合镀层结构及制备工艺
CN102517570A (zh) 环保镁及镁合金化学镀镍磷工艺
CN101311322B (zh) 一种电镀铁镍合金表面处理工艺及其电镀液
CN113463148A (zh) 一种在钛或钛合金基材表面电镀金的方法
CN104195606A (zh) 一种厚层镍-铁-钨三元合金镀层及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20180612

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication