CN116815167B - 一种耐盐雾镀镍合金及其制备方法 - Google Patents
一种耐盐雾镀镍合金及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提出了一种耐盐雾镀镍合金及其制备方法,属于镀镍合金技术领域。将氧化硅沉积碳纳米管经过粗化、敏化、活化、还原、镀镍后得到改性剂,与镁合金硬脂酸混合球磨,压制,烧结,得到复合镁合金,经过刻蚀活化液预处理,化学镀镍液镀镍后,热处理,制得耐盐雾镀镍合金。本发明制得的耐盐雾镀镍合金具有极好的耐盐雾、耐腐蚀性能,力学性能得到明显提高,硬度高,耐磨性,滑动性,传导性,电磁屏蔽性好,耐高低温性能得到明显改善,具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及镀镍合金技术领域,具体涉及一种耐盐雾镀镍合金及其制备方法。
背景技术
镁合金是目前最轻质的金属材料,其密度约为铝的2/3,铁的1/4,它还具有强度质量比高、散热快,减震能力强、尺寸稳定性好、易回收以及良好的电磁屏蔽能力等优点。镁合金正在成为继钢铁、铝之后的第三大金属工程材料,被誉为“21世纪绿色工程材料”,生产相同体积的镁合金所需要的能量要比铁、铝少很多,甚至不会高于生产同体积聚合物所耗能量。
镁及其合金具有许多优良的物理和机械性能,具有较高的比强度和比刚度、易于切削加工、易于铸造、减震性好、能承受较大的冲击震动负荷、导电导热性好、磁屏蔽性能优良,是一种理想的现代结构材料。
为使镁合金应用于不同的场合,经常需要改变其表面状态以提高耐蚀性、耐磨性、可焊性、装饰性等性能。目前有许多方法可在镁及镁合金表面上形成涂覆层,包括电镀、化学镀、转化膜,阳极氧化、氢化膜、有机涂层、气相沉积层等。其中最为简单有效的方法就是通过电化学方法在基体上镀一层所需性能的金属或合金,即电镀与化学镀。然后,现在有镁合金镀镍均采用一次化学镀镍处理,镀镍后的镁合金存在耐腐蚀性差的问题,容易出现局部腐蚀。
化学镀镍磷技术是通过在具有催化性能的基体表面上进行氧化还原反应获得镍磷合金镀层。化学镀镍磷技术具有均镀能力和深镀能力好,可以在复杂的表面上产生均匀厚度的镀层;无边角效应,几乎是基材形状的复制,因此特别适合形状复杂工件,腔体件,深孔件,盲孔件等内壁施镀;化学镀镍磷的镀层致密,空隙率低,具有优异的耐腐蚀性能。
市场上的镁合金化学镀镍药水生产出来的镍镀层,经过260℃的热震试验结合力测试就已经出现镀层起泡起皮现象,更谈不上弯曲试验。经过8个小时的盐雾试验测试后,镀层有大量的腐蚀点出现。这样的镁合金化学镀镍药水仅仅适用一些使用环境非常温和的条件下,在军工、航空航天、精密电子、航海等行业领域是无法使用的。
现在国内外普遍采用的是美国ASTM推荐的电镀金属Ni的标准方法,是Dow公司开发的浸锌镀法,其预处理采用了浸锌和氰化物镀铜工艺。然而,该工艺过程复杂,重复性较差,使用氰化物,镀液有毒,污染环境,镀层的光亮性及镀液的稳定性还需要进一步改善。
为了克服工艺复杂的缺点,研究者开发出了直接化学镀镍方法,如JP2003073843中采用铬酐对镁合金进行浸蚀,氟化物活化后进行化学镀镍,用氨水调节化学镀镍液使其呈弱碱性,曾获得了结合力好、耐蚀性高的化学镀镍层,中国专利申请CN1699634A一种镁合金电镀方法中采用去絮→化学除油→出光→中和→活化→预镀锌工艺得到了比较好的预镀锌层,而预镀锌液无氰、无毒、无害,中国专利申请CN1737205A中,将镁合金用浓氢氟酸(11%)酸洗后直接电镀铝,获得比较好的铝镀层,中国专利申请CN1641075A对镁、镁合金的表面或活化处理方法及表面镀方法做过详细描述,尽管这些工艺都脱离了氰化物电镀,但电镀前的处理工艺大都基于对DOW的工艺的改进。
发明内容
本发明的目的在于提出一种耐盐雾镀镍合金及其制备方法,具有极好的耐盐雾、耐腐蚀性能,力学性能得到明显提高,硬度高,耐磨性,滑动性,传导性,电磁屏蔽性好,耐高低温性能得到明显改善,具有广阔的应用前景。
本发明的技术方案是这样实现的:
本发明提供一种耐盐雾镀镍合金的制备方法,将氧化硅沉积碳纳米管经过粗化、敏化、活化、还原、镀镍后得到改性剂,与镁合金硬脂酸混合球磨,压制,烧结,得到复合镁合金,经过刻蚀活化液预处理,化学镀镍液镀镍后,热处理,制得耐盐雾镀镍合金。
作为本发明的进一步改进,包括以下步骤:
S1.氧化硅沉积碳纳米管的制备:将碳纳米管加入碱液中除油,过滤,洗净,干燥,加入正硅酸烷基酯的乙醇水溶液中,滴加氨水,搅拌反应,过滤,洗涤,干燥,制得氧化硅沉积碳纳米管;
S2.粗化-敏化-活化-还原:将步骤S1制得的氧化硅沉积碳纳米管加入浓硝酸中搅拌粗化,过滤,洗涤,干燥,加入敏化液中,搅拌敏化,过滤,洗涤,干燥,加入活化液中,搅拌活化,过滤,洗涤,干燥,加入还原液中,搅拌还原,过滤,洗涤,干燥,得到预处理的氧化硅沉积碳纳米管;
S3.镀镍:将步骤S2制得的预处理的氧化硅沉积碳纳米管加入第一化学镀镍液中,加热搅拌,过滤,洗涤,干燥,球磨,制得改性剂;
S4.复合:将镁合金粉末、步骤S3制得的改性剂、硬脂酸混合球磨,压制,烧结,得到复合镁合金;
S5.镁合金的预处理:将步骤S4制得的复合镁合金加入刻蚀活化液中,加热搅拌反应,过滤,洗涤,干燥,得到预处理的镁合金粉末;
S6.化学镀镍:将步骤S5制得的预处理的镁合金加入第二化学镀镍液中,加热搅拌反应,过滤,洗涤,干燥,得到镀镍镁合金;
S7.后处理:将步骤S6制得的镀镍镁合金热处理,制得耐盐雾镀镍合金。
作为本发明的进一步改进,步骤S1中所述碱液为5-7wt%的NaOH或KOH溶液,所述除油的方法为50-60℃,搅拌20-30min,所述碳纳米管、正硅酸烷基酯的质量比为20-25:10-12,所述氨水调节溶液pH值为9-10,所述搅拌反应的温度为50-60℃,时间为2-3h。
作为本发明的进一步改进,步骤S2中所述浓硝酸的浓度为60-65wt%,所述粗化的方法室温搅拌5-10min,所述敏化液为氯化锡的盐酸溶液,所述氯化锡的含量为20-22g/L,所述HCl的含量为50-70g/L,余量为去离子水,所述敏化的方法为室温搅拌30-40min,所述活化液为氯化铂和氯化钯的盐酸溶液,所述氯化铂的含量为0.1-0.15g/L,所述氯化钯的含量为0.5-0.7g/L,所述HCl的含量为10-12g/L,余量为去离子水,所述活化的方法为室温搅拌20-30min,所述还原液为30-35g/L磷酸二氢钠和10-15g/L的磷酸氢二钠的混合溶液,余量为去离子水,所述还原的方法为室温搅拌15-20min。
作为本发明的进一步改进,步骤S3中所述第一化学镀镍液的配方如下:硫酸镍10-12g/L,次亚磷酸钠15-20g/L,柠檬酸3-5g/L,氯化铵2-4g/L,通过氨水调节溶液pH值为8.5-9.5,余量为去离子水,所述加热搅拌的温度为35-40℃,时间为50-60min,所述球磨的时间为1-2h;步骤S4中所述镁合金为AM60B或AZ91D,所述镁合金粉末、改性剂、硬脂酸的质量比为95-98:2-5:0.5-1.5,所述球磨的时间为4-7h,所述压制的压力为400-450MPa,保压时间为1-2min,重复2-3次,所述烧结为在400-450℃保温20-30min后,升温至650-700℃保温1h。
作为本发明的进一步改进,步骤S5中所述刻蚀活化液的配方:NaF 5-10g/L、高锰酸钾3-5g/L、焦磷酸盐10-15g/L、锡酸盐8-12g/L和碳酸盐3-5g/L,余量为去离子水,所述焦磷酸盐为焦磷酸钠或焦磷酸钾,所述锡酸盐为锡酸钠或锡酸钾,所述碳酸盐为碳酸钠或碳酸钾,所述加热搅拌反应的温度为50-55℃,时间为30-50min。
作为本发明的进一步改进,步骤S6中所述第二化学镀镍液的配方如下:硫酸镍20-30g/L、碳酸钠4-7g/L、磷酸氢二钠5-10g/L、次磷酸钠7-12g/L、硼酸5-7g/L、乳酸4-7g/L,余量为去离子水,所述加热搅拌反应的温度为70-80℃,时间为60-70min。
作为本发明的进一步改进,步骤S7中所述热处理的温度为320-370℃,时间为30-50min。
作为本发明的进一步改进,具体包括以下步骤:
S1.氧化硅沉积碳纳米管的制备:将20-25重量份碳纳米管加入5-7wt%的NaOH或KOH溶液中,50-60℃搅拌除油20-30min,过滤,洗净,干燥,加入100重量份含10-12重量份正硅酸烷基酯的60-70wt%的乙醇水溶液中,滴加氨水调节溶液pH值为9-10,50-60℃搅拌反应2-3h,过滤,洗涤,干燥,制得氧化硅沉积碳纳米管;
S2.粗化-敏化-活化-还原:将步骤S1制得的氧化硅沉积碳纳米管加入60-65wt%的浓硝酸中室温搅拌粗化5-10min,过滤,洗涤,干燥,加入敏化液中,室温搅拌敏化30-40min,过滤,洗涤,干燥,加入活化液中,室温搅拌活化20-30min,过滤,洗涤,干燥,加入还原液中,室温搅拌还原15-20min,过滤,洗涤,干燥,得到预处理的氧化硅沉积碳纳米管;
所述敏化液为氯化锡的盐酸溶液,所述氯化锡的含量为20-22g/L,所述HCl的含量为50-70g/L,余量为去离子水;
所述活化液为氯化铂和氯化钯的盐酸溶液,所述氯化铂的含量为0.1-0.15g/L,所述氯化钯的含量为0.5-0.7g/L,所述HCl的含量为10-12g/L,余量为去离子水;
所述还原液为30-35g/L磷酸二氢钠和10-15g/L的磷酸氢二钠的混合溶液,余量为去离子水;
S3.镀镍:将步骤S2制得的预处理的氧化硅沉积碳纳米管加入第一化学镀镍液中,加热至35-40℃,搅拌50-60min,过滤,洗涤,干燥,球磨1-2h,制得改性剂;
所述第一化学镀镍液的配方如下:硫酸镍10-12g/L,次亚磷酸钠15-20g/L,柠檬酸3-5g/L,氯化铵2-4g/L,通过氨水调节溶液pH值为8.5-9.5,余量为去离子水;
S4.复合:将95-98重量份AM60B或AZ91D镁合金粉末、2-5重量份步骤S3制得的改性剂、0.5-1.5重量份硬脂酸混合球磨4-7h,压制,所述压制的压力为400-450MPa,保压时间为1-2min,重复2-3次,在400-450℃保温20-30min后,升温至650-700℃保温1h,得到复合镁合金;
S5.镁合金的预处理:将步骤S4制得的复合镁合金加入刻蚀活化液中,加热至50-55℃,搅拌反应30-50min,过滤,洗涤,干燥,球磨,得到预处理的镁合金粉末;
所述刻蚀活化液的配方:NaF 5-10g/L、高锰酸钾3-5g/L、焦磷酸盐10-15g/L、锡酸盐8-12g/L和碳酸盐3-5g/L,余量为去离子水;
S6.化学镀镍:将步骤S5制得的预处理的镁合金加入第二化学镀镍液中,加热至70-80℃,搅拌反应60-70min,过滤,洗涤,干燥,得到镀镍镁合金;
所述第二化学镀镍液的配方如下:硫酸镍20-30g/L、碳酸钠4-7g/L、磷酸氢二钠5-10g/L、次磷酸钠7-12g/L、硼酸5-7g/L、乳酸4-7g/L,余量为去离子水;
S7.后处理:将步骤S6制得的镀镍镁合金在320-370℃热处理30-50min,制得耐盐雾镀镍合金。
本发明进一步保护一种上述的制备方法制得的耐盐雾镀镍合金。
本发明具有如下有益效果:化学镀镍是采用镍盐和还原剂在同一镀液中进行氧化还原反应,并且在金属表面形成镀层。镁在空气中与氧能够形成一层很薄的氧化膜,但氧化膜疏松、多孔,不能形成有效稳定的保护膜,导致镁合金的腐蚀反应可以持续发展下去。镁合金表面的氧化膜,影响与镀层的结合强度;镁合金化学活性强,与溶液中的金属离子会发生强烈的置换,沉积的镀层疏松、多孔、结合力差;镁合金中的基体相和第二相如稀土相、Y相有不同的电化学特性,可能导致沉积不均匀,增加了化学镀的难度。同时由于镁合金表面电势分布不均,在镀液中基体相和第二相易形成腐蚀原电池,造成严重基体腐蚀。
碳纳米管不仅具有增强力学性能、润滑减摩、耐高温、耐腐蚀等优点,但是,单纯将碳纳米管与镁合金混合,结合性较差,且易团聚,导致其在基体中分布不均、孔隙较多,使材料力学性能降低,因此,本发明在碳纳米管表面沉积一层氧化硅层,提高了碳纳米管表面的羟基分布,使得该羟基能够与镁合金的金属离子形成配位键,从而便于氧化硅沉积碳纳米管在镁合金的均匀分布,改善力学性能,同时,氧化硅的沉积,进一步改善了镁合金的耐高低温、耐盐雾、耐腐蚀、耐磨损以及力学性能,进一步,在制得的氧化硅沉积碳纳米管表面进行金属镀镍层,可以进一步提高其与镁合金基体的界面的结合强度并改善其在基体中的分散性,使得材料的力学性能明显改善,形成的润滑膜不易脱落且更加完整,使得材料的自润滑性能、耐磨损性能、耐高低温性能、耐腐蚀性能得到大大的改善。
本发明中,采用刻蚀活化液对镁合金首先进行刻蚀、活化和去油,其中,刻蚀活化液中包含了NaF、高锰酸钾、焦磷酸盐、锡酸盐和碳酸钠,刻蚀液整体为碱性,可通过皂化反应去除表面的油污,从而节省了传统镀镍工艺中碱液去油的步骤,简化了工艺步骤,节约了成本,缩短了工艺周期。同时,在刻蚀活化过程中,避免了常规方法采用避免了使用氢氟酸和六价铬等有毒物质,大量使用HF对环境有污染,同时,氢氟酸浓度高时,对人体和环境非常不利。
其中,焦磷酸盐利用[P2O7]4-与MgO和Mg(OH)2发生配位反应形成可溶性[MgP2O7]2-,使镁合金基体的α相和β相同时受到刻蚀液的腐蚀,形成均匀平整的刻蚀表面,碳酸根和[MgP2O7]2-可以通过配位作用对镁基体进行均匀刻蚀;然后,镁合金经锡酸盐转化处理后,同时形成含有MgSnO3·H2O的转化膜与基体结合良好,镀层与基体之间的锡酸盐转化膜的存在,可降低镀镍层与基体之间的电位差,避免Ni层失效后发生强烈的电偶腐蚀,同时,为进一步获得良好Ni镀层创造条件,NaF和高锰酸钾的存在下,在镁合金表面形成了一层均匀、致密,较完整的镁的氟化物、MgSnO3·H2O及其磷酸盐的保护层。
活化后生成的镁的氟化物、MgSnO3·H2O及其磷酸盐的转化膜层不是连续的,少量部位仍然有MgO或Mg存在,浸入到化学镀溶液中后,MgO溶解生成了Mg,这些有金属Mg存在的位置与镀液中的Ni2+发生置换反应生成了金属镍,随后,在镍的自催化作用下,镍核横向和纵向两个方向同时生长,最后所有的镍核相连,把镁基体完全覆盖。在此过程中,β相和α相上的镍形核过程相同,各处镀层均匀、致密。
通常的化学镀镍液中,由于镁具有极强的化学活性,若采用硫酸镍或氯化镍作主盐,在含有SO4 2-或Cl-的溶液中镁合金会较快地腐蚀,镁在这种镀液中施镀会使表面受到腐蚀,产生松散的粉状沉积物,以及使镀液过早地分解,而无法得到致密的镀层。因此,使用腐蚀性不强的碱式碳酸镍,但是,碱式碳酸镍不溶于水,需要添加F-或次亚磷酸钠,随着使用周期的增加会产生NaF2和NaF沉淀影响镀层质量和寿命,且碱式碳酸镍的价格昂贵,应用也有局限。因此,本发明考虑仍然使用硫酸镍作为主要的镍源,同时,通过技术手段改善SO4 2-对镁合金的腐蚀作用。
SO4 2-离子本身不会破坏转化膜层而使镁合金腐蚀,低温硫酸镍主盐的镀液有明显腐蚀是由于MgF2膜的不致密和Ni2+离子加速镁合金腐蚀造成的。因此,本发明提高温度为70-80℃,增加Mg2+与F-的反应性,生成更多的MgF2,以及MgSnO3·H2O及其磷酸盐保护层,减少与溶液的接触面积,从而明显降低腐蚀性,得到的镀层质量较高,耐蚀性好,结合力强。另外,在化学镀镍液中还添加了缓冲剂Na2CO3,降低镁合金在镀液中的腐蚀速度,无需氟离子而进行镁合金化学镀。镁合金在具有良好的缓冲性能的溶液中腐蚀速度明显下降,同时Na2CO3也可以提高化学镀速度,也可调节镀层与基体之间的结合力及缓冲化学镀过程pH值变化。
同时,化学镀镍液中还添加了磷酸氢二钠、次磷酸钠和硼酸,使得在镁合金上形成化学镀镍-磷-硼层,该镀层的厚度均匀、硬度高、耐磨性和耐蚀性、滑动性好,而且有很好的传导性和电磁屏蔽性。随后,本发明通过提高热处理温度为320-370℃时,使得镀镍层与基材的结合力最大。
本发明制得的耐盐雾镀镍合金具有极好的耐盐雾、耐腐蚀性能,力学性能得到明显提高,硬度高,耐磨性,滑动性,传导性,电磁屏蔽性好,耐高低温性能得到明显改善,具有广阔的应用前景。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为实施例1中制得的耐盐雾镀镍合金的表层形貌图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
碳纳米管,多壁碳纳米管,货号100234,长度0.5-2微米,内径2-5nm,直径5-15nm,纯度>95%,购于江苏先丰纳米材料科技有限公司。
AM60B镁合金,购于洛阳迈格镁业有限公司。
实施例1
本实施例提供一种耐盐雾镀镍合金的制备方法,具体包括以下步骤:
S1.氧化硅沉积碳纳米管的制备:将20重量份碳纳米管加入100重量份5wt%的NaOH溶液中,50℃搅拌除油20min,过滤,洗净,干燥,加入100重量份含10重量份正硅酸烷基酯的60wt%的乙醇水溶液中,滴加氨水调节溶液pH值为9,50℃搅拌反应2h,过滤,洗涤,干燥,制得氧化硅沉积碳纳米管;
S2.粗化-敏化-活化-还原:将20重量份步骤S1制得的氧化硅沉积碳纳米管加入100重量份60wt%的浓硝酸中室温搅拌粗化5min,过滤,洗涤,干燥,加入100重量份敏化液中,室温搅拌敏化30min,过滤,洗涤,干燥,加入100重量份活化液中,室温搅拌活化20min,过滤,洗涤,干燥,加入100重量份还原液中,室温搅拌还原15min,过滤,洗涤,干燥,得到预处理的氧化硅沉积碳纳米管;
所述敏化液为氯化锡的盐酸溶液,所述氯化锡的含量为20g/L,所述HCl的含量为50g/L,余量为去离子水;
所述活化液为氯化铂和氯化钯的盐酸溶液,所述氯化铂的含量为0.1g/L,所述氯化钯的含量为0.5g/L,所述HCl的含量为10g/L,余量为去离子水;
所述还原液为30g/L磷酸二氢钠和10g/L的磷酸氢二钠的混合溶液,余量为去离子水;
S3.镀镍:将20重量份步骤S2制得的预处理的氧化硅沉积碳纳米管加入100重量份第一化学镀镍液中,加热至35℃,搅拌50min,过滤,洗涤,干燥,球磨1h,制得改性剂;
所述第一化学镀镍液的配方如下:硫酸镍10g/L,次亚磷酸钠15g/L,柠檬酸3g/L,氯化铵2g/L,通过氨水调节溶液pH值为8.5,余量为去离子水;
S4.复合:将95重量份AM60B镁合金粉末、2重量份步骤S3制得的改性剂、0.5重量份硬脂酸混合球磨4h,压制,所述压制的压力为400MPa,保压时间为1min,重复2次,在400℃保温20min后,升温至650℃保温1h,得到复合镁合金;
S5.镁合金的预处理:将20重量份步骤S4制得的复合镁合金加入100重量份刻蚀活化液中,加热至50℃,搅拌反应30min,过滤,洗涤,干燥,球磨,得到预处理的镁合金粉末;
所述刻蚀活化液的配方:NaF 5g/L、高锰酸钾3g/L、焦磷酸钠10g/L、锡酸钠8g/L和碳酸钠3g/L,余量为去离子水;
S6.化学镀镍:将20重量份步骤S5制得的预处理的镁合金加入100重量份第二化学镀镍液中,加热至70℃,搅拌反应60min,过滤,洗涤,干燥,得到镀镍镁合金;
所述第二化学镀镍液的配方如下:硫酸镍20g/L、碳酸钠4g/L、磷酸氢二钠5g/L、次磷酸钠7g/L、硼酸5g/L、乳酸4g/L,余量为去离子水;
S7.后处理:将步骤S6制得的镀镍镁合金在320℃热处理30min,制得耐盐雾镀镍合金。图1为实施例1中制得的耐盐雾镀镍合金的表层形貌图,镁合金硬度低,在试样打磨过程中划痕难以消除,所以化学镀镍层沿着划痕生长,呈现出条状,由图可知,形成的胞状物细小,镀层颗粒致密且均匀性好。
实施例2
本实施例提供一种耐盐雾镀镍合金的制备方法,具体包括以下步骤:
S1.氧化硅沉积碳纳米管的制备:将25重量份碳纳米管加入100重量份7wt%的KOH溶液中,60℃搅拌除油30min,过滤,洗净,干燥,加入100重量份含12重量份正硅酸烷基酯的70wt%的乙醇水溶液中,滴加氨水调节溶液pH值为10,60℃搅拌反应3h,过滤,洗涤,干燥,制得氧化硅沉积碳纳米管;
S2.粗化-敏化-活化-还原:将20重量份步骤S1制得的氧化硅沉积碳纳米管加入100重量份65wt%的浓硝酸中室温搅拌粗化10min,过滤,洗涤,干燥,加入100重量份敏化液中,室温搅拌敏化40min,过滤,洗涤,干燥,加入100重量份活化液中,室温搅拌活化30min,过滤,洗涤,干燥,加入100重量份还原液中,室温搅拌还原20min,过滤,洗涤,干燥,得到预处理的氧化硅沉积碳纳米管;
所述敏化液为氯化锡的盐酸溶液,所述氯化锡的含量为22g/L,所述HCl的含量为70g/L,余量为去离子水;
所述活化液为氯化铂和氯化钯的盐酸溶液,所述氯化铂的含量为0.15g/L,所述氯化钯的含量为0.7g/L,所述HCl的含量为12g/L,余量为去离子水;
所述还原液为35g/L磷酸二氢钠和15g/L的磷酸氢二钠的混合溶液,余量为去离子水;
S3.镀镍:将20重量份步骤S2制得的预处理的氧化硅沉积碳纳米管加入100重量份第一化学镀镍液中,加热至40℃,搅拌60min,过滤,洗涤,干燥,球磨2h,制得改性剂;
所述第一化学镀镍液的配方如下:硫酸镍12g/L,次亚磷酸钠20g/L,柠檬酸5g/L,氯化铵4g/L,通过氨水调节溶液pH值为9.5,余量为去离子水;
S4.复合:将98重量份AM60B镁合金粉末、5重量份步骤S3制得的改性剂、1.5重量份硬脂酸混合球磨7h,压制,所述压制的压力为450MPa,保压时间为2min,重复3次,在450℃保温30min后,升温至700℃保温1h,得到复合镁合金;
S5.镁合金的预处理:将20重量份步骤S4制得的复合镁合金加入100重量份刻蚀活化液中,加热至55℃,搅拌反应50min,过滤,洗涤,干燥,球磨,得到预处理的镁合金粉末;
所述刻蚀活化液的配方:NaF 10g/L、高锰酸钾5g/L、焦磷酸钾15g/L、锡酸钾12g/L和碳酸钾5g/L,余量为去离子水;
S6.化学镀镍:将20重量份步骤S5制得的预处理的镁合金加入100重量份第二化学镀镍液中,加热至80℃,搅拌反应70min,过滤,洗涤,干燥,得到镀镍镁合金;
所述第二化学镀镍液的配方如下:硫酸镍30g/L、碳酸钠7g/L、磷酸氢二钠10g/L、次磷酸钠12g/L、硼酸7g/L、乳酸7g/L,余量为去离子水;
S7.后处理:将步骤S6制得的镀镍镁合金在370℃热处理50min,制得耐盐雾镀镍合金。
实施例3
本实施例提供一种耐盐雾镀镍合金的制备方法,具体包括以下步骤:
S1.氧化硅沉积碳纳米管的制备:将22重量份碳纳米管加入100重量份6wt%的NaOH溶液中,55℃搅拌除油25min,过滤,洗净,干燥,加入100重量份含11重量份正硅酸烷基酯的65wt%的乙醇水溶液中,滴加氨水调节溶液pH值为9.5,55℃搅拌反应2.5h,过滤,洗涤,干燥,制得氧化硅沉积碳纳米管;
S2.粗化-敏化-活化-还原:将20重量份步骤S1制得的氧化硅沉积碳纳米管加入100重量份62wt%的浓硝酸中室温搅拌粗化7min,过滤,洗涤,干燥,加入100重量份敏化液中,室温搅拌敏化35min,过滤,洗涤,干燥,加入100重量份活化液中,室温搅拌活化25min,过滤,洗涤,干燥,加入100重量份还原液中,室温搅拌还原17min,过滤,洗涤,干燥,得到预处理的氧化硅沉积碳纳米管;
所述敏化液为氯化锡的盐酸溶液,所述氯化锡的含量为21g/L,所述HCl的含量为60g/L,余量为去离子水;
所述活化液为氯化铂和氯化钯的盐酸溶液,所述氯化铂的含量为0.12g/L,所述氯化钯的含量为0.6g/L,所述HCl的含量为11g/L,余量为去离子水;
所述还原液为32g/L磷酸二氢钠和12g/L的磷酸氢二钠的混合溶液,余量为去离子水;
S3.镀镍:将20重量份步骤S2制得的预处理的氧化硅沉积碳纳米管加入100重量份第一化学镀镍液中,加热至37℃,搅拌55min,过滤,洗涤,干燥,球磨1.5h,制得改性剂;
所述第一化学镀镍液的配方如下:硫酸镍11g/L,次亚磷酸钠17g/L,柠檬酸4g/L,氯化铵3g/L,通过氨水调节溶液pH值为9,余量为去离子水;
S4.复合:将97重量份AM60B镁合金粉末、3.5重量份步骤S3制得的改性剂、1重量份硬脂酸混合球磨5h,压制,所述压制的压力为420MPa,保压时间为1.5min,重复3次,在420℃保温25min后,升温至670℃保温1h,得到复合镁合金;
S5.镁合金的预处理:将20重量份步骤S4制得的复合镁合金加入100重量份刻蚀活化液中,加热至52℃,搅拌反应40min,过滤,洗涤,干燥,球磨,得到预处理的镁合金粉末;
所述刻蚀活化液的配方:NaF 7g/L、高锰酸钾4g/L、焦磷酸钠12g/L、锡酸钠10g/L和碳酸钠4g/L,余量为去离子水;
S6.化学镀镍:将20重量份步骤S5制得的预处理的镁合金加入100重量份第二化学镀镍液中,加热至75℃,搅拌反应65min,过滤,洗涤,干燥,得到镀镍镁合金;
所述第二化学镀镍液的配方如下:硫酸镍25g/L、碳酸钠5.5g/L、磷酸氢二钠7g/L、次磷酸钠10g/L、硼酸6g/L、乳酸5g/L,余量为去离子水;
S7.后处理:将步骤S6制得的镀镍镁合金在350℃热处理40min,制得耐盐雾镀镍合金。
实施例4
与实施例3相比,不同之处在于,所述活化液为单一的氯化铂的盐酸溶液。
活化液中所述氯化铂的含量为0.72g/L,所述HCl的含量为11g/L,余量为去离子水。
实施例5
与实施例3相比,不同之处在于,所述活化液为单一的氯化钯的盐酸溶液。
活化液中所述氯化钯的含量为0.72g/L,所述HCl的含量为11g/L,余量为去离子水。
对比例1
与实施例3相比,不同之处在于,步骤S1中未进行氧化硅沉积。
具体如下:
S1.碳纳米管的预处理:将22重量份碳纳米管加入100重量份6wt%的NaOH溶液中,55℃搅拌除油25min,过滤,洗净,干燥,制得预处理的碳纳米管。
对比例2
与实施例3相比,不同之处在于,未进行步骤S2。
具体如下:
S1.氧化硅沉积碳纳米管的制备:将22重量份碳纳米管加入100重量份6wt%的NaOH溶液中,55℃搅拌除油25min,过滤,洗净,干燥,加入100重量份含11重量份正硅酸烷基酯的65wt%的乙醇水溶液中,滴加氨水调节溶液pH值为9.5,55℃搅拌反应2.5h,过滤,洗涤,干燥,制得氧化硅沉积碳纳米管;
S2.镀镍:将20重量份步骤S1制得的氧化硅沉积碳纳米管加入100重量份第一化学镀镍液中,加热至37℃,搅拌55min,过滤,洗涤,干燥,球磨1.5h,制得改性剂;
所述第一化学镀镍液的配方如下:硫酸镍11g/L,次亚磷酸钠17g/L,柠檬酸4g/L,氯化铵3g/L,通过氨水调节溶液pH值为9,余量为去离子水;
S3.复合:将97重量份AM60B镁合金粉末、3.5重量份步骤S2制得的改性剂、1重量份硬脂酸混合球磨5h,压制,所述压制的压力为420MPa,保压时间为1.5min,重复3次,在420℃保温25min后,升温至670℃保温1h,得到复合镁合金;
S4.镁合金的预处理:将20重量份步骤S3制得的复合镁合金加入100重量份刻蚀活化液中,加热至52℃,搅拌反应40min,过滤,洗涤,干燥,球磨,得到预处理的镁合金粉末;
所述刻蚀活化液的配方:NaF 7g/L、高锰酸钾4g/L、焦磷酸钠12g/L、锡酸钠10g/L和碳酸钠4g/L,余量为去离子水;
S5.化学镀镍:将20重量份步骤S4制得的预处理的镁合金加入100重量份第二化学镀镍液中,加热至75℃,搅拌反应65min,过滤,洗涤,干燥,得到镀镍镁合金;
所述第二化学镀镍液的配方如下:硫酸镍25g/L、碳酸钠5.5g/L、磷酸氢二钠7g/L、次磷酸钠10g/L、硼酸6g/L、乳酸5g/L,余量为去离子水;
S6.后处理:将步骤S5制得的镀镍镁合金在350℃热处理40min,制得耐盐雾镀镍合金。
对比例3
与实施例3相比,不同之处在于,未进行步骤S2和S3。
具体如下:
S1.氧化硅沉积碳纳米管的制备:将22重量份碳纳米管加入100重量份6wt%的NaOH溶液中,55℃搅拌除油25min,过滤,洗净,干燥,加入100重量份含11重量份正硅酸烷基酯的65wt%的乙醇水溶液中,滴加氨水调节溶液pH值为9.5,55℃搅拌反应2.5h,过滤,洗涤,干燥,制得氧化硅沉积碳纳米管;
S2.复合:将97重量份AM60B镁合金粉末、3.5重量份步骤S1制得的氧化硅沉积碳纳米管、1重量份硬脂酸混合球磨5h,压制,所述压制的压力为420MPa,保压时间为1.5min,重复3次,在420℃保温25min后,升温至670℃保温1h,得到复合镁合金;
S3.镁合金的预处理:将20重量份步骤S2制得的复合镁合金加入100重量份刻蚀活化液中,加热至52℃,搅拌反应40min,过滤,洗涤,干燥,球磨,得到预处理的镁合金粉末;
所述刻蚀活化液的配方:NaF 7g/L、高锰酸钾4g/L、焦磷酸钠12g/L、锡酸钠10g/L和碳酸钠4g/L,余量为去离子水;
S4.化学镀镍:将20重量份步骤S3制得的预处理的镁合金加入100重量份第二化学镀镍液中,加热至75℃,搅拌反应65min,过滤,洗涤,干燥,得到镀镍镁合金;
所述第二化学镀镍液的配方如下:硫酸镍25g/L、碳酸钠5.5g/L、磷酸氢二钠7g/L、次磷酸钠10g/L、硼酸6g/L、乳酸5g/L,余量为去离子水;
S5.后处理:将步骤S4制得的镀镍镁合金在350℃热处理40min,制得耐盐雾镀镍合金。
对比例4
与实施例3相比,不同之处在于,未进行步骤S1至S4。
具体如下:
S1.镁合金的预处理:将20重量份AM60B镁合金加入100重量份刻蚀活化液中,加热至52℃,搅拌反应40min,过滤,洗涤,干燥,球磨,得到预处理的镁合金粉末;
所述刻蚀活化液的配方:NaF 7g/L、高锰酸钾4g/L、焦磷酸钠12g/L、锡酸钠10g/L和碳酸钠4g/L,余量为去离子水;
S2.化学镀镍:将20重量份步骤S1制得的预处理的镁合金加入100重量份第二化学镀镍液中,加热至75℃,搅拌反应65min,过滤,洗涤,干燥,得到镀镍镁合金;
所述第二化学镀镍液的配方如下:硫酸镍25g/L、碳酸钠5.5g/L、磷酸氢二钠7g/L、次磷酸钠10g/L、硼酸6g/L、乳酸5g/L,余量为去离子水;
S3.后处理:将步骤S2制得的镀镍镁合金在350℃热处理40min,制得耐盐雾镀镍合金。
对比例5
与实施例3相比,不同之处在于,刻蚀活化液中未添加碳酸钠。
所述刻蚀活化液的配方:NaF 7g/L、高锰酸钾4g/L、焦磷酸钠12g/L、锡酸钠10g/L,余量为去离子水。
对比例6
与实施例3相比,不同之处在于,刻蚀活化液中未添加焦磷酸钠。
所述刻蚀活化液的配方:NaF 7g/L、高锰酸钾4g/L、锡酸钠10g/L和碳酸钠4g/L,余量为去离子水。
对比例7
与实施例3相比,不同之处在于,刻蚀活化液中未添加锡酸钠。
所述刻蚀活化液的配方:NaF 7g/L、高锰酸钾4g/L、焦磷酸钠12g/L、碳酸钠4g/L,余量为去离子水。
对比例8
与实施例3相比,不同之处在于,刻蚀活化液中未添加NaF。
所述刻蚀活化液的配方:高锰酸钾4g/L、焦磷酸钠12g/L、锡酸钠10g/L和碳酸钠4g/L,余量为去离子水。
对比例9
与实施例3相比,不同之处在于,步骤S6中加热温度为30℃。
具体如下:
S6.化学镀镍:将20重量份步骤S5制得的预处理的镁合金加入100重量份第二化学镀镍液中,加热至30℃,搅拌反应65min,过滤,洗涤,干燥,得到镀镍镁合金。
对比例10
与实施例3相比,不同之处在于,第二化学镀镍液中未添加磷酸氢二钠和次磷酸钠。
所述第二化学镀镍液的配方如下:硫酸镍25g/L、碳酸钠5.5g/L、硼酸23g/L、乳酸5g/L,余量为去离子水。
对比例11
与实施例3相比,不同之处在于,第二化学镀镍液中未添加硼酸。
所述第二化学镀镍液的配方如下:硫酸镍25g/L、碳酸钠5.5g/L、磷酸氢二钠10g/L、次磷酸钠13g/L、乳酸5g/L,余量为去离子水。
对比例12
与实施例3相比,不同之处在于,未进行步骤S7。
具体如下:
S1.氧化硅沉积碳纳米管的制备:将22重量份碳纳米管加入100重量份6wt%的NaOH溶液中,55℃搅拌除油25min,过滤,洗净,干燥,加入100重量份含11重量份正硅酸烷基酯的65wt%的乙醇水溶液中,滴加氨水调节溶液pH值为9.5,55℃搅拌反应2.5h,过滤,洗涤,干燥,制得氧化硅沉积碳纳米管;
S2.粗化-敏化-活化-还原:将20重量份步骤S1制得的氧化硅沉积碳纳米管加入100重量份62wt%的浓硝酸中室温搅拌粗化7min,过滤,洗涤,干燥,加入100重量份敏化液中,室温搅拌敏化35min,过滤,洗涤,干燥,加入100重量份活化液中,室温搅拌活化25min,过滤,洗涤,干燥,加入100重量份还原液中,室温搅拌还原17min,过滤,洗涤,干燥,得到预处理的氧化硅沉积碳纳米管;
所述敏化液为氯化锡的盐酸溶液,所述氯化锡的含量为21g/L,所述HCl的含量为60g/L,余量为去离子水;
所述活化液为氯化铂和氯化钯的盐酸溶液,所述氯化铂的含量为0.12g/L,所述氯化钯的含量为0.6g/L,所述HCl的含量为11g/L,余量为去离子水;
所述还原液为32g/L磷酸二氢钠和12g/L的磷酸氢二钠的混合溶液,余量为去离子水;
S3.镀镍:将20重量份步骤S2制得的预处理的氧化硅沉积碳纳米管加入100重量份第一化学镀镍液中,加热至37℃,搅拌55min,过滤,洗涤,干燥,球磨1.5h,制得改性剂;
所述第一化学镀镍液的配方如下:硫酸镍11g/L,次亚磷酸钠17g/L,柠檬酸4g/L,氯化铵3g/L,通过氨水调节溶液pH值为9,余量为去离子水;
S4.复合:将97重量份AM60B镁合金粉末、3.5重量份步骤S3制得的改性剂、1重量份硬脂酸混合球磨5h,压制,所述压制的压力为420MPa,保压时间为1.5min,重复3次,在420℃保温25min后,升温至670℃保温1h,得到复合镁合金;
S5.镁合金的预处理:将20重量份步骤S4制得的复合镁合金加入100重量份刻蚀活化液中,加热至52℃,搅拌反应40min,过滤,洗涤,干燥,球磨,得到预处理的镁合金粉末;
所述刻蚀活化液的配方:NaF 7g/L、高锰酸钾4g/L、焦磷酸钠12g/L、锡酸钠10g/L和碳酸钠4g/L,余量为去离子水;
S6.化学镀镍:将20重量份步骤S5制得的预处理的镁合金加入100重量份第二化学镀镍液中,加热至75℃,搅拌反应65min,过滤,洗涤,干燥,得到镀镍镁合金,即为耐盐雾镀镍合金;
所述第二化学镀镍液的配方如下:硫酸镍25g/L、碳酸钠5.5g/L、磷酸氢二钠7g/L、次磷酸钠10g/L、硼酸6g/L、乳酸5g/L,余量为去离子水。
测试例1耐盐雾性能测试
将实施例1-5和对比例1-12中制得的耐盐雾镀镍合金制备成标准试样,以AM60B镁合金为对照,腐蚀速率测量采用浸泡失重法,将试样浸泡到25℃的质鼍分数为3.5%NaCl(pH=7)溶液中,浸泡24h后,用20%Cr03+1%AgN03溶液清除合金表面的腐蚀产物,冷风吹干后再称量腐蚀后试样的质量。用单位时间内单位面积上的质量变化,即平均腐蚀速率v表征试样的腐蚀速率(mg·cm-1·h-1)。
v=(w0-w1+w2)/St
其中,S-试样面积(cm2);,t-腐蚀时间(h);w0-试样原始质量(mg);w1-实验后清除腐蚀产物后的试样质量(mg);w2-清除腐蚀产物时同尺寸同种材料空白试样的校正失重量(mg)。
结果见表1。
表1
组别 | 腐蚀速率(mg·cm-2·h-1) |
AM60B镁合金 | 0.052 |
实施例1 | 0.003 |
实施例2 | 0.002 |
实施例3 | 0.002 |
实施例4 | 0.010 |
实施例5 | 0.011 |
对比例1 | 0.021 |
对比例2 | 0.017 |
对比例3 | 0.025 |
对比例4 | 0.031 |
对比例5 | 0.029 |
对比例6 | 0.038 |
对比例7 | 0.045 |
对比例8 | 0.037 |
对比例9 | 0.048 |
对比例10 | 0.042 |
对比例11 | 0.034 |
对比例12 | 0.027 |
由上表可知,本发明实施例1-3制得的耐盐雾镀镍合金具有良好的耐盐雾性能。
测试例2自腐蚀电位的测定
将实施例1-5和对比例1-12中制得的耐盐雾镀镍合金制备成标准试样,以AM60B镁合金为对照,将试样作为工作电极,边缘用绝缘漆封闭,工作面积为1cm2,参比电极为饱和甘汞电极,对比电极为铂电极。在温度为25℃,浓度为3.5%NaCl溶液中,测定各组试样的自腐蚀电位。
结果见表2。
表2
由上表可知,本发明实施例1-3制得的耐盐雾镀镍合金的自腐蚀电位正移,耐腐蚀性提高。
测试例3耐磨性测试
将实施例1-5和对比例1-12中制得的耐盐雾镀镍合金、AM60B镁合金制备成标准试样,采用高温摩擦磨损试验机测试试样的摩擦系数。采用球盘接触式,将25mm×4mm的试样通过夹具固定在底部的转盘上,做逆时针转动,对磨副选用Ф5.6mm的Si3N4陶瓷球,硬度为15GPa,固定于加载杆底部,载荷通过砝码置于加载杆的上端。室温,载荷5N,转速200r/min,旋转半径5mm,测试时间20min。摩擦试验后,用激光共聚焦显微镜测试试样表面磨痕的横截面积,磨损率计算公式如下:
磨损率W=△V/FL
式中:ΔV为磨损体积,mm3;W为磨损率,mm3/(N·m);F为载荷,N;L滑动距离,m。
结果见表3。
表3
组别 | 平均摩擦系数 | 磨损率105mm3/(N·m) |
AM60B镁合金 | 0.652 | 17.9 |
实施例1 | 0.272 | 2.52 |
实施例2 | 0.273 | 2.53 |
实施例3 | 0.270 | 2.50 |
实施例4 | 0.282 | 2.67 |
实施例5 | 0.281 | 2.66 |
对比例1 | 0.295 | 2.76 |
对比例2 | 0.290 | 2.72 |
对比例3 | 0.309 | 2.85 |
对比例4 | 0.316 | 2.97 |
对比例5 | 0.277 | 2.57 |
对比例6 | 0.279 | 2.60 |
对比例7 | 0.282 | 2.66 |
对比例8 | 0.289 | 2.70 |
对比例9 | 0.298 | 2.79 |
对比例10 | 0.285 | 2.68 |
对比例11 | 0.287 | 2.69 |
对比例12 | 0.302 | 2.82 |
由上表可知,本发明实施例1-3制得的耐盐雾镀镍合金具有较好的耐磨性能。
测试例3
将实施例1-5和对比例1-12中制得的耐盐雾镀镍合金进行镀层硬度测试,结果见表4。
表4
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由上表可知,本发明实施例1-3制得的耐盐雾镀镍合金的镀层硬度高。
实施例4、5与实施例3相比,不同之处在于,所述活化液为单一的氯化铂的盐酸溶液或单一的氯化钯的盐酸溶液。对比例2与实施例3相比,不同之处在于,未进行步骤S2。耐腐蚀性、耐磨性下降。氯化铂和氯化钯的协同活化作用下,能明显提高改性剂的镀镍层的均匀致密程度,提高其与镁合金基体的界面的结合强度并改善其在基体中的分散性,使得材料的力学性能明显改善,形成的润滑膜不易脱落且更加完整,使得材料的自润滑性能、耐磨损性能、耐高低温性能、耐腐蚀性能得到大大的改善。
对比例1与实施例3相比,不同之处在于,步骤S1中未进行氧化硅沉积。对比例3与实施例3相比,不同之处在于,未进行步骤S2和S3。对比例4与实施例3相比,不同之处在于,未进行步骤S1至S4。耐腐蚀性、耐磨性下降、HV硬度下降。碳纳米管不仅具有增强力学性能、润滑减摩、耐高温、耐腐蚀等优点,但是,单纯将碳纳米管与镁合金混合,结合性较差,且易团聚,导致其在基体中分布不均、孔隙较多,使材料力学性能降低,因此,本发明在碳纳米管表面沉积一层氧化硅层,提高了碳纳米管表面的羟基分布,使得该羟基能够与镁合金的金属离子形成配位键,从而便于氧化硅沉积碳纳米管在镁合金的均匀分布,改善力学性能,同时,氧化硅的沉积,进一步改善了镁合金的耐高低温、耐盐雾、耐腐蚀、耐磨损以及力学性能,进一步,在制得的氧化硅沉积碳纳米管表面进行金属镀镍层,可以进一步提高其与镁合金基体的界面的结合强度并改善其在基体中的分散性,使得材料的力学性能明显改善,形成的润滑膜不易脱落且更加完整,使得材料的自润滑性能、耐磨损性能、耐高低温性能、耐腐蚀性能得到大大的改善。
对比例5与实施例3相比,不同之处在于,刻蚀活化液中未添加碳酸钠。对比例6与实施例3相比,不同之处在于,刻蚀活化液中未添加焦磷酸钠。耐腐蚀性下降。焦磷酸盐利用[P2O7]4-与MgO和Mg(OH)2发生配位反应形成可溶性[MgP2O7]2-,使镁合金基体的α相和β相同时受到刻蚀液的腐蚀,形成均匀平整的刻蚀表面。碳酸根和[MgP2O7]2-可以通过配位作用对镁基体进行均匀刻蚀。
对比例7与实施例3相比,不同之处在于,刻蚀活化液中未添加锡酸钠。耐腐蚀性下降。镁合金经锡酸盐转化处理后,同时形成含有MgSnO3·H2O的转化膜与基体结合良好,镀层与基体之间的锡酸盐转化膜的存在,可降低镀镍层与基体之间的电位差,避免Ni层失效后发生强烈的电偶腐蚀,同时,为进一步获得良好Ni镀层创造条件。
对比例8与实施例3相比,不同之处在于,刻蚀活化液中未添加NaF。耐腐蚀性下降、耐磨性下降。NaF和高锰酸钾的存在下,在镁合金表面形成了一层均匀、致密,较完整的镁的氟化物、MgSnO3·H2O及其磷酸盐的保护层。
对比例9与实施例3相比,不同之处在于,步骤S6中加热温度为30℃。耐腐蚀性下降、耐磨性下降。本发明提高温度为70-80℃,增加Mg2+与F-的反应性,生成更多的MgF2,以及MgSnO3·H2O及其磷酸盐保护层,减少与溶液的接触面积,从而明显降低腐蚀性,得到的镀层质量较高,耐蚀性好,结合力强。
对比例10与实施例3相比,不同之处在于,第二化学镀镍液中未添加磷酸氢二钠和次磷酸钠。对比例11与实施例3相比,不同之处在于,第二化学镀镍液中未添加硼酸。耐腐蚀性下降、硬度下降。化学镀镍液中还添加了磷酸氢二钠、次磷酸钠和硼酸,使得在镁合金上形成化学镀镍-磷-硼层,该镀层的厚度均匀、硬度高、耐磨性和耐蚀性、滑动性好,而且有很好的传导性和电磁屏蔽性。
对比例12与实施例3相比,不同之处在于,未进行步骤S7。耐盐雾性能下降、耐磨性下降、硬度下降。本发明通过提高热处理温度为320-370℃时,使得镀镍层与基材的结合力最大。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种耐盐雾镀镍合金的制备方法,其特征在于,具体包括以下步骤:
S1.氧化硅沉积碳纳米管的制备:将20-25重量份碳纳米管加入5-7wt%的NaOH或KOH溶液中,50-60℃搅拌除油20-30min,过滤,洗净,干燥,加入100重量份含10-12重量份正硅酸烷基酯的60-70wt%的乙醇水溶液中,滴加氨水调节溶液pH值为9-10,50-60℃搅拌反应2-3h,过滤,洗涤,干燥,制得氧化硅沉积碳纳米管;
S2.粗化-敏化-活化-还原:将步骤S1制得的氧化硅沉积碳纳米管加入60-65wt%的浓硝酸中室温搅拌粗化5-10min,过滤,洗涤,干燥,加入敏化液中,室温搅拌敏化30-40min,过滤,洗涤,干燥,加入活化液中,室温搅拌活化20-30min,过滤,洗涤,干燥,加入还原液中,室温搅拌还原15-20min,过滤,洗涤,干燥,得到预处理的氧化硅沉积碳纳米管;
所述敏化液为氯化锡的盐酸溶液,所述氯化锡的含量为20-22g/L,所述HCl的含量为50-70g/L,余量为去离子水;
所述活化液为氯化铂和氯化钯的盐酸溶液,所述氯化铂的含量为0.1-0.15g/L,所述氯化钯的含量为0.5-0.7g/L,所述HCl的含量为10-12g/L,余量为去离子水;
所述还原液为30-35g/L磷酸二氢钠和10-15g/L的磷酸氢二钠的混合溶液,余量为去离子水;
S3.镀镍:将步骤S2制得的预处理的氧化硅沉积碳纳米管加入第一化学镀镍液中,加热至35-40℃,搅拌50-60min,过滤,洗涤,干燥,球磨1-2h,制得改性剂;
所述第一化学镀镍液的配方如下:硫酸镍10-12g/L,次亚磷酸钠15-20g/L,柠檬酸3-5g/L,氯化铵2-4g/L,通过氨水调节溶液pH值为8.5-9.5,余量为去离子水;
S4.复合:将95-98重量份AM60B或AZ91D镁合金粉末、2-5重量份步骤S3制得的改性剂、0.5-1.5重量份硬脂酸混合球磨4-7h,压制,所述压制的压力为400-450MPa,保压时间为1-2min,重复2-3次,在400-450℃保温20-30min后,升温至650-700℃保温1h,得到复合镁合金;
S5.镁合金的预处理:将步骤S4制得的复合镁合金加入刻蚀活化液中,加热至50-55℃,搅拌反应30-50min,过滤,洗涤,干燥,球磨,得到预处理的镁合金粉末;
所述刻蚀活化液的配方:NaF 5-10g/L、高锰酸钾3-5g/L、焦磷酸盐10-15g/L、锡酸盐8-12g/L和碳酸盐3-5g/L,余量为去离子水;
S6.化学镀镍:将步骤S5制得的预处理的镁合金加入第二化学镀镍液中,加热至70-80℃,搅拌反应60-70min,过滤,洗涤,干燥,得到镀镍镁合金;
所述第二化学镀镍液的配方如下:硫酸镍20-30g/L、碳酸钠4-7g/L、磷酸氢二钠5-10g/L、次磷酸钠7-12g/L、硼酸5-7g/L、乳酸4-7g/L,余量为去离子水;
S7.后处理:将步骤S6制得的镀镍镁合金在320-370℃热处理30-50min,制得耐盐雾镀镍合金。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤S5中所述焦磷酸盐为焦磷酸钠或焦磷酸钾,所述锡酸盐为锡酸钠或锡酸钾,所述碳酸盐为碳酸钠或碳酸钾。
3.一种如权利要求1或2所述的制备方法制得的耐盐雾镀镍合金。
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