[發(fā)明專利]脈沖電沉積Ni-Co-P/HBN復(fù)合鍍層及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110428583.4
• 申請(qǐng)日: 2011-12-20
• 公開（公告）號(hào): CN102534732A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 彭成章;胡斌梁;朱玲玲;唐思文
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖南科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C25D15/00
• 分類號(hào): C25D15/00;C25D3/56;C25D5/18
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及脈沖電沉積Ni-Co-P/HBN復(fù)合鍍層及其制備方法。?

背景技術(shù)

Ni-P合金鍍層的高硬度、高耐磨性和高抗腐蝕性，使它在機(jī)械、石油、化工等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，特別是在鎳磷鍍液中加入不溶性的固體微粒，使基質(zhì)金屬與固體微粒共沉積而形成更優(yōu)良的鎳磷復(fù)合鍍層，該類鎳磷復(fù)合鍍層可進(jìn)一步改善鍍層組織結(jié)構(gòu)和性能，如復(fù)合鍍層的組織結(jié)構(gòu)更加致密，它們的物理化學(xué)性能、熱穩(wěn)定性能、耐磨減摩性能得到進(jìn)一步提高，多功能復(fù)合鍍層已成為復(fù)合材料制備、材料表面改性的新的發(fā)展方向，其研究?jī)?nèi)容涉及鍍液體系、分散粒子在陰極表面的電化學(xué)特性、分散粒子的表面結(jié)構(gòu)對(duì)粒子的陰極極化行為和在基質(zhì)金屬內(nèi)沉積量的影響規(guī)律等方面。即使在同種鍍液體系中，不同的分散粒子由于表面結(jié)構(gòu)和荷電性質(zhì)不同，它們?cè)诨|(zhì)金屬內(nèi)的沉積量有很大差別，即有些粒子在某種鍍液中較容易沉積，而有些粒子的沉積量很少或幾乎不沉積，因而分散粒子的表面修飾對(duì)于復(fù)合鍍層的成功制備十分關(guān)鍵；化學(xué)鍍Ni-P復(fù)合鍍層的鍍液穩(wěn)定性較差，分散粒子更容易加劇鍍液分解，使得鍍液使用壽命短，其次，化學(xué)鍍Ni-P復(fù)合鍍層所需的鍍液溫度較高，沉積速度較慢，能源消耗多，加工成本高；近年來(lái)，脈沖電沉積技術(shù)因其電流效率高、鍍層致密、晶粒細(xì)小，引起國(guó)內(nèi)外廣泛關(guān)注。六方氮化硼HBN屬六方晶系，是一種類似石墨的層狀結(jié)構(gòu)，具有化學(xué)、熱穩(wěn)定性好及良好的減摩性能，研究新的鍍液體系、表面活性劑類型對(duì)HBN顆粒的修飾作用，細(xì)化鍍層組織，提高HBN顆粒在復(fù)合鍍層內(nèi)的沉積量，發(fā)揮HBN顆粒在復(fù)合鍍層中的減摩特性，使電沉積技術(shù)在工業(yè)化應(yīng)用上發(fā)揮更大的作用。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種脈沖電沉積Ni-Co-P/HBN復(fù)合鍍層及其制備方法，用該制備方法制備的脈沖電沉積Ni-Co-P/HBN復(fù)合鍍層既具有優(yōu)異的耐磨減摩性能，又具有優(yōu)良的防腐耐蝕性能，還具有制備工藝簡(jiǎn)單、可靠，操作容易，利于工業(yè)化生產(chǎn)，且生產(chǎn)成本低，不污染環(huán)境，便于普及推廣。?

為實(shí)現(xiàn)上述目的，一種脈沖電沉積Ni-Co-P/HBN復(fù)合鍍層，用金屬材料作基體，先將基體表面進(jìn)行前處理，再配以鎳為主要組分、六方氮化硼HBN粉末為分散相的復(fù)合鍍液，將前處理好的基體經(jīng)表面活化后置入復(fù)合鍍液中，進(jìn)行脈沖電沉積Ni-Co-P/HBN復(fù)合鍍層，再經(jīng)熱處理得到耐蝕、耐磨減摩脈沖電沉積Ni-Co-P/HBN復(fù)合鍍層，其制備與操作步驟如下：?

I、工藝流程?

選用金屬材料作基體-基體材料表面前處理：去油、除銹、打磨、丙酮清洗-HBN微粒的表面修飾與超聲波分散處理-配置鎳鈷磷/HBN復(fù)合鍍液-基體材料表面活化-脈沖電沉積Ni-Co-P/HBN復(fù)合鍍層-熱處理-產(chǎn)品；?

II、操作步驟?

①選用金屬材料作基體，備用；?

②基體的去油處理，其配方為質(zhì)量分?jǐn)?shù)：氫氧化鈉20g/L、碳酸鈉30g/L、磷酸鈉8g/L、OP-10乳化劑2ml/L體積分?jǐn)?shù)，溫度80℃；?

③基體的除銹處理，其配方為：硫酸100ml/L體積分?jǐn)?shù)、六次甲基四胺12g/L質(zhì)量分?jǐn)?shù)，溫度50℃；?

④用180#、360#、600#砂紙依次對(duì)去油除銹處理后的基體打磨，再用丙酮對(duì)基體表面進(jìn)行超聲波清洗，烘干備用；?

⑤HBN微粒的表面修飾處理：?

⑤-1用體積濃度為20％HCl溶液對(duì)HBN粉末進(jìn)行除鐵去雜處理，浸泡24小時(shí)，再用去離子水滌洗6次；?

⑤-2將除鐵去雜處理后的HBN粉末置入含體積分?jǐn)?shù)為2.0ml/L土溫80表面活性劑的去離子水溶液中對(duì)HBN微粒進(jìn)行表面修飾，浸泡時(shí)間為10小時(shí)，并每隔2小時(shí)用玻璃棒進(jìn)行間歇攪拌；?

⑥配置鎳鈷磷復(fù)合鍍液，每升鍍液中各成分的含量質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：NiSO₄·6H₂O?150～180g/L、CoCl₂·6H₂O?1～2g/L，NaH₂PO₂·H₂O?10～15g/L、H₃BO₃15～30g/L、檸檬酸50～60g/L、檸檬酸三鈉10～20g/L、氨基乙酸2g/L、聚乙烯醇0.1～0.2g/L，HBN粉末10～25g/L；用體積濃度為10％H₂SO₄或質(zhì)量濃度為10％NaOH溶液調(diào)節(jié)復(fù)合鍍液的pH值至3.8～4.2，然后，用去離子水將復(fù)合鍍液加到規(guī)定容積；?

⑦基體材料活化；?