[發明專利]獲得耐磨損、抗高溫氧化納米復合鍍層的復合鍍液和電鍍方法

無效

• 申請號: 200910172280.3
• 申請日: 2009-09-27
• 公開（公告）號: CN101654803A
• 公開（公告）日: 2010-02-24
• 發明（設計）人: 薛玉君;庫祥臣;劉義;韓紅彪;劉永剛;申晨;李濟順
• 申請（專利權）人: 河南科技大學
• 主分類號: C25D15/00
• 分類號: C25D15/00
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司
• 代理人: 陳 浩

技術領域

本發明涉及金屬表面防護技術領域，具體涉及一種獲得耐磨損、抗高溫氧化納米復合鍍層的復合鍍液和電鍍方法。

背景技術

隨著工業發展，機械零件更多地在復雜、苛刻的條件下工作，因此對零件表面性能的要求也越來越高，作為一種行之有效的表面防護措施，表面鍍層技術應運而生并獲得了廣泛應用。在眾多鍍層材料中，鎳鍍層由于其優良的抗腐蝕性、良好的加工性能等優點，其應用最為廣泛，但隨著科技進步和市場需求的提高，現有的單一鎳鍍層已經無法滿足要求。

復合電鍍又稱分散電鍍，是將固體顆粒均勻分散在電鍍液中，制成懸浮液進行電鍍，使固體顆粒與電鍍基質金屬共沉積，從而獲得具有耐磨、自潤滑、耐腐蝕、裝飾、電接觸等功能的復合鍍層。近年來，復合電鍍技術發展極為迅速，已經成為現代電鍍技術中最為活躍的部分。納米復合電鍍是在普通復合電鍍的基礎上，使尺度在1～100nm之間的不溶性固體顆粒與金屬離子在陰極表面實現共沉積，以獲得具有特殊功能的復合鍍層的一種新型復合電鍍技術。由于納米顆粒具有表面效應、體積效應、量子尺寸效應、宏觀量子隧道效應等，使得采用納米復合電鍍技術制備的復合鍍層具有許多特殊的性能。但是因為納米顆粒粒徑小，比表面積大，比表面能高，處于熱力學不穩定狀態，所以在液相介質中極易發生團聚，形成較大的塊狀聚集體沉淀下來，從而嚴重影響鍍制的復合鍍層的結構和性能。

發明內容

本發明的目的之一是提供一種獲得耐磨損、抗高溫氧化納米復合鍍層的復合鍍液。

本發明的目的之二是提供一種由該復合鍍液制備復合鍍層的電鍍方法。

為了實現以上目的，本發明所采用的技術方案是：

一種獲得耐磨損、抗高溫氧化納米復合鍍層的復合鍍液，它的組成為：

Ni(NH₂SO₃)₂·4H₂O??????????200～500g/L

NH₄Cl?????????????????????????5～30g/L

H₃BO₃?????????????????????????10～80g/L

C₁₂H₂₅SO₄Na???????????????????0.05～5g/L

納米氧化鋯顆粒????????????????5～80g/L。

其中納米氧化鋯顆粒的粒徑范圍是45～65nm。

一種由獲得耐磨損、抗高溫氧化納米復合鍍層的復合鍍液制備復合鍍層的電鍍方法，包括下列步驟：

a.配制復合鍍液；

b.選擇陰極基體和陽極基體；

c.確定復合電鍍工藝參數；

d.將復合鍍液倒入電解池中，邊分散鍍液邊進行復合電鍍；

e.電鍍完畢，斷電結束。

步驟a中所述的復合鍍液的組成為：

Ni(NH₂SO₃)₂·4H₂O????????200～500g/L

NH₄Cl????????????????????5～30g/L

H₃BO₃????????????????????10～80g/L

C₁₂H₂₅SO₄Na??????????????0.05～5g/L

納米氧化鋯顆粒???????????5～80g/L。

步驟b中選擇的陰極基體材料為導電金屬或導電合金，陽極基體為電解鎳板。優選地，陰極基體材料為不銹鋼或銅。在電鍍之前需對陰極基體進行物理除銹和化學除油處理，具體方法是陰極基體的工作面依次經過600目和1000目的金相砂紙拋光，直至出現鏡面光澤，之后用蒸餾水清洗陰極基體表面污垢，再用丙酮反復擦洗，最后用蒸餾水清洗，晾干，備用。

步驟d中采用超聲波攪拌和磁力攪拌對鍍液進行分散。超聲波攪拌的頻率為28～100kHz，功率為120～300W；磁力攪拌的攪拌速度為400～1000r/min。

步驟c中采用的復合電鍍工藝參數為：

pH值??????????????????2.8～4.3

溫度??????????????????30～75℃

陰極電流密度??????????1～8A/dm²。