[發(fā)明專利]高耐磨鎳-錫-磷復(fù)合鍍層的制備方法及鍍液

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910068729.1
• 申請日: 2009-05-05
• 公開（公告）號(hào): CN101545105A
• 公開（公告）日: 2009-09-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王宏智;張衛(wèi)國;姚素薇
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號(hào): C23C18/36
• 分類號(hào): C23C18/36
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所
• 代理人: 王 麗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及材料表面處理領(lǐng)域中的化學(xué)復(fù)合鍍，具體地說是涉及一種高耐磨鎳—錫—磷復(fù)合鍍層的制備方法及鍍液。

背景技術(shù)

化學(xué)復(fù)合鍍技術(shù)是在化學(xué)鍍技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，通過化學(xué)鍍工藝制備的復(fù)合鍍層具有硬度高、鍍層致密等優(yōu)點(diǎn)，故目前化學(xué)復(fù)合鍍已成為復(fù)合鍍的重要組成部分和發(fā)展方向。化學(xué)復(fù)合鍍層是在保持原有基質(zhì)金屬鍍層性質(zhì)的基礎(chǔ)上，再輔以復(fù)合相的特性，它既強(qiáng)化了原有金屬鍍層的性質(zhì)，又對原鍍層進(jìn)行了改性，可以通過改變基質(zhì)金屬和固體顆粒的種類得到高硬度、高耐磨性、高耐蝕性、自潤滑性的功能性鍍層以及特殊的裝飾性鍍層。因此，在電子計(jì)算機(jī)工業(yè)、石油化工工業(yè)、航空工業(yè)、汽車工業(yè)、機(jī)械工業(yè)以及印刷等工業(yè)有著廣泛的應(yīng)用前景。

SiC、Si₃N₄粒子具有很高的硬度和較強(qiáng)的化學(xué)穩(wěn)定性。將SiC、Si₃N₄粒子通過化學(xué)沉積的方法復(fù)合到Ni-Sn-P鍍層中，可獲得鎳—錫—磷化學(xué)復(fù)合鍍層。該鍍層兼具SiC、Si₃N₄陶瓷微粒及Ni-Sn-P合金鍍層兩者的優(yōu)點(diǎn)，即高的耐磨性和Ni-Sn-P合金鍍層優(yōu)良的抗蝕性、抗氧化性、延展性、裝飾性和焊接性，使其在工業(yè)上有更廣泛的應(yīng)用。目前關(guān)于Ni-Sn-P復(fù)合鍍層的研究還未見報(bào)道。

在我們申請的專利(申請?zhí)枺?00710060109.4)中提供了一種高耐蝕性鎳—錫—磷合金鍍液，用此鍍液制備的鎳—錫—磷合金鍍層在海水中具有優(yōu)良的耐腐蝕性能，優(yōu)于紫銅、鎳—磷合金及不銹鋼，但鍍層的耐磨性能欠佳。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種高耐磨性化學(xué)鍍鎳—錫—磷復(fù)合鍍層的鍍液，適用于制備高耐磨性能復(fù)合鍍層，同時(shí)具備鎳—錫—磷合金優(yōu)異的耐腐蝕性能。我們經(jīng)過無數(shù)次的研究和實(shí)驗(yàn)，將SiC、Si₃N₄粒子通過化學(xué)沉積的方法復(fù)合到鎳—錫—磷合金鍍層中，可獲得高耐磨性鎳—錫—磷化學(xué)復(fù)合鍍層，同時(shí)使其兼具鎳—錫—磷合金優(yōu)異的耐腐蝕性能。

本發(fā)明的技術(shù)方案概述如下：

本發(fā)明的高耐磨性化學(xué)鍍鎳—錫—磷復(fù)合鍍層的鍍液，配方是每升溶液中含有：

NiSO₄·6H₂O?????????10～45g、

NaH₂PO₂·H₂O????????20～70g、

SnCl₄·3H₂O?????????5～30g、

CH₃COONa????????????10～50g、

復(fù)合羥基羧酸絡(luò)合劑??10～45g、

SiC或Si₃N₄??????????4～10g、

Pb²⁺??????????????????0.001～0.008g，

余量為水；

所述復(fù)合羥基羧酸絡(luò)合劑按重量百分比由下述組分組成：乳酸50—65％，檸檬酸或檸檬酸鉀或檸檬酸鈉為50—35％；溶液的pH值為4.2～5.5，采用硫酸和無水碳酸鉀調(diào)節(jié)pH值；SiC或Si₃N₄的粒徑為0.2～7μm。

鍍液優(yōu)選配方是為NiSO₄·6H₂O為20g、NaH₂PO₂·H₂O為40g、SnCl₄·3H₂O為20g、CH₃COONa為30g、復(fù)合羥基羧酸絡(luò)合劑為20g、SiC或Si₃N₄為10g和Pb²⁺為0.0015g，pH值為4.8。

本發(fā)明的高耐磨性化學(xué)鍍鎳—錫—磷復(fù)合鍍層的制備方法，是將鍍液按配方混合，用超聲波分散10～40min，然后用電動(dòng)攪拌器攪拌，攪拌速度控制在400—800r/min，溶液的溫度85～90℃，pH值控制在4.2～5.5之間。

本發(fā)明的一種制備高耐磨性鎳—錫—磷化學(xué)復(fù)合鍍層的鍍液具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1、鍍液沉積速度快、穩(wěn)定性好；

2、鍍層硬度達(dá)1400HV，耐磨性較鍍硬Cr零件、高速鋼零件提高1—2倍，較4Cr13、2Cr13零件提高4—5倍。