[發明專利]用于形成功能梯度復合鍍層的制備方法及其鍍液

無效

• 申請號: 200710019141.8
• 申請日: 2007-11-06
• 公開（公告）號: CN101429653A
• 公開（公告）日: 2009-05-13
• 發明（設計）人: 馬穎;張旭明;楊貴榮;郝遠;宋文明
• 申請（專利權）人: 蘭州理工大學
• 主分類號: C23C18/36
• 分類號: C23C18/36
• 代理公司: 蘭州振華專利代理有限責任公司
• 代理人: 董 斌

技術領域

本發明涉及表面功能復合材料的制備技術，屬金屬材料的表面改性領域。

背景技術

功能梯度鍍層由于成分和結構的相容性，不僅提高了鍍層與基體材料的結合強度，并且具有其他特殊的性能。目前現有的復合梯度鍍層的專利技術有：申請號：200610068942.9，發明人為：張樹生等，發明名稱為：一種用于制備具有梯度復合鍍層的化學鍍工藝。其所述的方法中每個實施步驟的鍍液配方和施鍍工藝都各不相同，并且需要兩次熱處理，導致整個工藝過程的復雜化。本發明的目的在于克服現有技術的不足，制備方法中各個工藝步驟的鍍液配方和施鍍工藝基本一致，無需熱處理等附加過程，操作簡便，更適合制備功能梯度鍍層。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于形成功能梯度復合鍍層的制備方法和鍍液。

用于形成功能梯度復合鍍層的制備方法和鍍液，通過在施鍍過程中控制鍍液中固體顆粒的含量，使固體顆粒在鍍層中呈連續梯度分布。其鍍液的組分為硫酸鎳15-40g/L，乳酸10-40ml/L，丙酸1-10ml/L，乙酸鈉10-40g/L，次亞磷酸鈉10-40g/L，穩定劑0.1-5mg/L。

本發明與功能梯度鍍層的其它制備方法相比較，其技術特點及有益之處在于：(1)屬于濕式法，不需要高溫高壓，一般溫度低于100℃，這對保持良好的固體微粒性能、結構及微粒與金屬間界面性質都有很好的作用。

(2)制備過程不存在液相金屬，能準確地控制材料的精度，節約加工費用。

(3)所用設備比較簡單操作參數易于控制，且易于加工復雜工件，并適于自動化生產，較其它方法更為經濟。

具體實施方式

本發明是用于形成功能梯度復合鍍層的制備方法及其鍍液，通過在施鍍過程中控制鍍液中固體顆粒的含量，使固體顆粒在鍍層中呈連續梯度分布。將工件在固體顆粒含量不同的三種，或三種以上的鍍液中連續施鍍，使鍍層中的固體顆粒由基體至鍍層表面呈連續梯度分布，施鍍時的pH值為3.5～5.4，溫度為70～92℃。用于形成功能梯度復合鍍層的鍍液，其組分為硫酸鎳15-40g/L，乳酸10-40ml/L，丙酸1-10ml/L，乙酸鈉10-40g/L，次亞磷酸鈉10-40g/L，穩定劑0.1-5mg/L。鍍液中加入耐磨類，或自潤滑類的固體顆粒。耐磨類，或自潤滑類的固體顆粒的粒徑為微米級，即0.1～10μm，或納米級，即1～100nm。穩定劑為硫化物，或重金屬離子，或含氧化合物，或非金屬陰離子，或者以上任意兩種，或者兩種以上的復合。

下面通過實例對本發明作進一步說明。

實施例1：

按下述配方稱(量)取藥品：硫酸鎳30g/L，乳酸20ml/L，丙酸2ml/L，乙酸鈉25g/L，次亞磷酸鈉25g/L，穩定劑-硫脲3mg/L。

依照上述配方配制基礎鍍液分別裝入三個1000ml燒杯，施鍍工藝參數為pH值5.0，溫度85℃，編號1，2，3備用。

配制懸濁液A：SiC顆粒(10μm)2g+基礎鍍液適量+表面活性劑(烷基硫酸鈉)1g；

配制懸濁液B：SiC顆粒(10μm)4g+基礎鍍液適量+表面活性劑(烷基硫酸鈉)1.5g；

配制懸濁液C：SiC顆粒(10μm)8g+基礎鍍液適量+表面活性劑(烷基硫酸鈉)3g；

工件的材質為45^#鋼，尺寸為15×15×3mm，分別用600^#、800^#、1000^#砂紙依次打磨，拋光，丙酮除油，酸洗活化，蒸餾水清洗。

1、把處理好的工件放入已加入懸濁液A的基礎鍍液1中，施鍍1h取出。

2、將懸濁液B緩慢地加入基礎溶液2中，充分攪拌后，將上一步所得工件加入，施鍍1h后取出。

3、將懸濁液C緩慢地加入基礎溶液3中，充分攪拌后，將上一步所得工件加入，施鍍1h后，取出工件用蒸餾水清洗。

實施例2：

按下述配方稱(量)取藥品：硫酸鎳30g/L，乳酸20ml/L，丙酸2ml/L，乙酸鈉25g/L，次亞磷酸鈉25g/L，穩定劑-硫脲3mg/L。

依照上述配方配制基礎鍍液分別裝入三個1000ml燒杯，施鍍工藝參數為pH值5.0，溫度85℃，編號1，2，3備用。

配制懸濁液A：石墨顆粒(1μm)1g+基礎鍍液適量+表面活性劑(烷基三甲基季銨鹽)0.5g；

配制懸濁液B：石墨顆粒(1μm)2g+基礎鍍液適量+表面活性劑(烷基三甲基季銨鹽)1g；