[發(fā)明專(zhuān)利]電沉積鎳陶鍍液及其配制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910116611.1
• 申請(qǐng)日: 2009-04-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101532151A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-09-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳玉程;黃新民;舒霞;鄭玉春;劉玉
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 合肥工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C25D3/12
• 分類(lèi)號(hào): C25D3/12
• 代理公司: 安徽省合肥新安專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 何梅生

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電鍍液及配制方法，特別涉及鎳基或鎳基合金與不溶性微米級(jí)無(wú)機(jī)非金屬顆粒復(fù)合陶瓷鍍液及其配制方法，屬于冶金化學(xué)領(lǐng)域的電鍍類(lèi)。

背景技術(shù)

復(fù)合鍍自60年代開(kāi)始應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，復(fù)合鍍層根據(jù)其功能可分為耐磨復(fù)合鍍層、自潤(rùn)滑復(fù)合鍍層以及其它功能涂層。復(fù)合鍍以其成本低、工藝簡(jiǎn)單、鍍層厚度均勻以及可大面積鍍覆等優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)得到了非常廣泛的應(yīng)用。

復(fù)合鍍是通過(guò)向鍍液中加入具有特殊性能的惰性固體顆粒，使之與基質(zhì)金屬共沉積，可以制備出具有特殊性能的復(fù)合鍍層。最早的復(fù)合鍍工藝是由德國(guó)Metzger研究成功的Ni-P-Al₂O₃復(fù)合鍍層。隨后微米顆粒的復(fù)合鍍逐漸興起，人們通過(guò)加入不同的微米顆粒獲得了不同性能的鍍層。

近年來(lái)，隨著人們對(duì)材料性能的要求越來(lái)越高，復(fù)合鍍技術(shù)的發(fā)展也越來(lái)越快。人們開(kāi)始尋求用納米顆粒來(lái)代替微米顆粒，也已經(jīng)在理論和實(shí)驗(yàn)室里取得了一定的成功，但真正應(yīng)用到實(shí)際還存在距離，因此微米復(fù)合鍍的實(shí)際應(yīng)用基礎(chǔ)更加優(yōu)越。

近年來(lái)國(guó)內(nèi)外汽車(chē)、摩托車(chē)、電動(dòng)車(chē)行業(yè)日益發(fā)展，隨著內(nèi)燃機(jī)的輕量化，鋁合金氣缸大量應(yīng)用，已有的鋁合金氣缸內(nèi)表面的處理工藝有內(nèi)鑲合金鑄鐵缸套和松孔鍍鉻兩種方式，前者加工工藝要求高、傳熱效果不好；后者由于鍍液中含有Cr6+，六價(jià)鉻進(jìn)入土壤和水體易造成環(huán)境污染，因此，鋁合金氣缸內(nèi)表面的處理方法急待解決。

電沉積鎳基合金鍍層具有許多優(yōu)良的物理、化學(xué)和機(jī)械性能，可作為代鉻鍍層；研究表明：鎳陶鍍層能顯著提高氣缸抗老化、抗磨損能力，因而在汽車(chē)、摩托車(chē)行業(yè)中越來(lái)越受到人們的重視。

在復(fù)合鍍的研究和實(shí)施中，顆粒的分散是關(guān)鍵問(wèn)題之一，專(zhuān)利號(hào)91107925.4、公開(kāi)號(hào)為CN1072466的發(fā)明專(zhuān)利“氣缸內(nèi)壁電鍍鎳-碳化硅工藝”中，所涉及鍍液中的碳化硅含量為50～300克/升，模擬實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，真正起作用的是能夠懸浮在鍍液中的碳化硅，為此，需要對(duì)鍍液進(jìn)行充分的攪拌，并加大鍍液中的微粒含量，但微粒含量的增加將意味著要犧牲鍍液的導(dǎo)電性，效果很不理想；而充分?jǐn)嚢鑼?duì)于一些操作空間狹小的零件，比如氣缸等根本無(wú)法實(shí)施，這使得鍍層中的微粒含量與分布很難控制。

為了提高鍍液中微粒的分散性，申請(qǐng)?zhí)枮?9113717.5、公開(kāi)號(hào)為CN1240259的發(fā)明專(zhuān)利“鋁合金氣缸內(nèi)壁鎳陶復(fù)合鍍層工藝”中提出的是利用帶正電荷或負(fù)電荷的陶瓷粉粒，這樣可以對(duì)阻礙微粒間的團(tuán)聚、增強(qiáng)微粒與基體金屬的吸附起到一定的作用，但是，在電鍍過(guò)程中，以工件作為陰極，理論上只有帶正電的微粒沉積在鍍層中的機(jī)會(huì)增大，一般是采用陽(yáng)離子表面活性劑包覆微粒使之帶上正電，而在基礎(chǔ)鍍液中一般都含有起潤(rùn)濕作用的陰離子表面活性劑，如十二烷基硫酸鈉等，因此，對(duì)于該技術(shù)在生產(chǎn)實(shí)際中的應(yīng)用，其在陽(yáng)離子表面活性劑與基礎(chǔ)鍍液的相容性以及陰陽(yáng)離子如何復(fù)配等方面的問(wèn)題仍然未能得到解決。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處，提供一種電沉積鎳陶鍍液及其配制方法，是一種以鎳基或鎳基合金與不溶性無(wú)機(jī)微米級(jí)顆粒的復(fù)合陶瓷鍍液，通過(guò)對(duì)分散劑的合理選擇，使分散劑既不與基礎(chǔ)鍍液相抵觸，也不降低鎳鍍層的性能，還具有提高分散后顆粒的穩(wěn)定性、均勻性、促進(jìn)微粒共沉積的作用。

本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案：

本發(fā)明電沉積鎳陶鍍液的特點(diǎn)是以電沉積鎳或鎳基合金鍍液作為基礎(chǔ)鍍液，在所述基礎(chǔ)鍍液中加入的是經(jīng)過(guò)非離子型聚氧乙烯醚類(lèi)表面活性劑預(yù)處理的不溶性無(wú)機(jī)非金屬微米級(jí)顆粒。

本發(fā)明電沉積鎳陶鍍液的特點(diǎn)也在于其組成為：

基礎(chǔ)鍍液為：

NiSO₄·6H₂O：280-320g/l、

NiCl₂·6H₂O：50～70g/l、

H₃BO₃：50～80g/l、

糖精：0.5～1g/l；

基礎(chǔ)鍍液或?yàn)椋?/p>

NiSO₄·6H₂O：180-220g/l、

CoSO4·7H₂O：20～60g/l、

NiCl₂·6H₂O：50～70g/l、

H₃BO₃：50～80g/l、

糖精：0.5～1g/l；

非離子型聚氧乙烯醚類(lèi)表面活性劑：0.4～0.7ml/l；