[發明專利]一種高磷Ni－P－SiC復合鍍層及其制備工藝

無效

• 申請號: 200710015538.X
• 申請日: 2007-05-17
• 公開（公告）號: CN101050525A
• 公開（公告）日: 2007-10-10
• 發明（設計）人: 張樹生;程林;韓克江
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: C23C18/50
• 分類號: C23C18/50
• 代理公司: 濟南圣達專利商標事務所
• 代理人: 李健康

一、技術領域

本發明涉及一種高磷Ni-P-SiC復合鍍層及其制備工藝，特別適用于制備高硬度和耐磨鍍層。

二、背景技術

化學復合鍍是在化學鍍的基礎上發展起來的一種表面處理技術，在鍍液中加入固體顆粒SiC等，通過攪拌使固體微粒懸浮于溶液中，實現分散微粒與基體金屬的共沉積，可制備具有較高硬度、耐磨性、自潤滑性、耐蝕性等特性的功能性鍍層。

在Ni-P化學鍍時，當鍍層中磷含量控制在8.7％以上時，化學鍍Ni-P合金鍍層以非晶態結構形式沉積，由于合金鍍層組織均一，化學鍍Ni-P合金鍍層具有很好的耐蝕性能，但其耐磨性能較差。在高磷Ni-P化學鍍液中添加SiC微粒，制備Ni-P-SiC復合鍍層，在保持了Ni-P非晶態化學鍍層所具有的良好耐腐蝕及其它優良特性基礎上，因添加SiC微粒后鍍層硬度和耐磨性能均有了進一步的提高，能夠很好的提高機械零件的耐磨性，延長其使用壽命。由于復合鍍液中存在SiC粒子，鍍液很容易分解，常規的制備Ni-P-SiC復合鍍層的施鍍工藝是難已實現。

本發明是根據上述不足提供一種高磷的Ni-P-SiC復合鍍層及其制備工藝，該發明保持高磷Ni-P-SiC復合鍍層兼具耐腐蝕和耐磨的優良性能，同時也保持該化學復合鍍鍍液的穩定。

三、發明內容

本發明的目的在于提供一種高磷Ni-P-SiC化學復合鍍層及其制備工藝，利用此工藝制備的Ni-P-SiC復合鍍層具有優良的耐腐蝕性和耐磨性能。

本發明鍍液的配方：以NiSO₄·6H₂O為主鹽，NaH₂PO₂·H₂O為還原劑。主絡合劑乳酸是一種兼有絡合劑、加速劑、緩沖劑在一身的有機添加劑，能夠提高鍍液中鎳粒子的穩定性和鍍液鍍速。輔助絡合劑檸檬酸和EDTA絡合能力強，鍍液穩定，能夠提高鍍層的磷含量。輔助絡合劑甘氨酸除了抑制沉淀析出的作用外，也有加速度的作用，在PH值較高的環境下使用，在接近沸騰的溫度下鍍液也不致分解。表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉，對鍍液中SiC固體顆粒起潤濕、乳化、分散和提高懇浮液穩定性等作用，降低SiC顆粒的表面張力，有利于分散顆粒與鎳粒子的共沉積。

本發明的高磷Ni-P-SiC化學復合鍍鍍液的組分為：

主鹽NiSO₄·6H₂O?????????????????????20～30g/L

還原劑NaH₂PO₂·H₂O?????????????????20～40g/L

主絡合劑乳酸??????????????????????????10～25g/L

輔助絡合劑甘氨酸??????????????????????5～15g/L

輔助絡合劑EDTA????????????????????????5～15g/L

輔助絡合劑檸檬酸??????????????????????2～10g/L

加速劑丁二酸??????????????????????????5～15g/L

緩沖劑乙酸鈉???????????????10～20g/L

穩定劑碘酸鉀???????????????0.03g/L

表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉?0～120mg/L

碳化硅?????????????????????0～12g/L

本發明的高磷Ni-P-SiC化學復合鍍層制備工藝，在處理過的SiC中，加入少量的蒸餾水和表面活性劑，先用超聲波分散0.5h，然后加入鍍液中用電動攪拌器攪拌1～2h，將SiC溶液加入到鍍液中配制復合鍍液，磁力攪拌器的攪拌速度控制在200～500r/min之間，適度溫度控制在84～93℃之間，pH值控制在4.8～5.7之間。

本發明的特點：

經過本工藝制備的高磷Ni-P-SiC復合鍍層，具有較高的硬度，硬度最高能夠達到HV800；鍍速在6.3～15μm/h之間，鍍層磷含量在9.5～12.％之間，SiC含量在5～15％之間。

SiC分布均勻，SiC被鎳磷所包裹，SiC粒子能夠承受載荷并對犁削起阻擋作用，從而改善了工件的耐磨性。Ni-P-SiC復合鍍層的耐磨性能優于Ni-P合金的耐磨性能，保持了Ni-P非晶態化學鍍層所具有的良好的耐腐蝕。

復合鍍液具有溶液穩定、鍍浴溫度高、沉積速度快、易于控制的特點。本發明高磷Ni-P-SiC復合鍍層與基體的結合力較好，兼具備優良的耐磨性能和耐腐蝕性能。