[發明專利]一種微裂紋硬鉻復合鍍層及其制備方法

有效

• 申請號: 201810933767.8
• 申請日: 2018-08-16
• 公開（公告）號: CN109023488B
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 何剛;金永中;王璐;陳建;梁家寧;毛茂財;附青山
• 申請（專利權）人: 四川理工學院;四川龍博科技有限公司
• 主分類號: C25D15/00
• 分類號: C25D15/00;C25D3/06;C25D3/08
• 代理公司: 成都正華專利代理事務所(普通合伙) 51229
• 代理人: 李亞男

本發明公開了一種微裂紋硬鉻復合鍍層及其制備方法，屬于電鍍技術領域。本發明向基礎鍍液中摻雜改性后的納米SiC顆粒，并結合特殊的納米SiC顆粒改性處理工藝、基片處理工藝以及電鍍工藝參數制備出納米碳化硅摻雜微裂紋硬鉻電鍍復合鍍層，其兼有鉻金屬以及納米SiC的雙重性能，比微裂紋硬鉻鍍層顯微維氏硬度提高了18％?22％，摩擦系數降低了25％?35％，具有優越的硬度、耐磨性能，比純微裂紋硬鉻鍍層產品有較大的提高；而且由于電鍍層中摻雜納米碳化硅，在工業生產中應用具有減少鉻酸的消耗量，節約原材料、降低環境污染，提高經濟效益等重要實際意義。

技術領域

本發明涉及電鍍技術領域，具體涉及一種微裂紋硬鉻復合鍍層及其制備方法。

背景技術

早期的復合鍍層，主要以鎳、銅、鈷為基質金屬，以Al₂O₃、Cr₃C₂、SiO₂等耐高溫材料粉末作為分散微粒。隨著研究的不斷深入，可用于復合電鍍的基質金屬還包括鐵、鉻、銀、鋅、鎘、金、鉛、錫、銦、鈀等；此外，作為第二相的添加微粒種類也不斷增加，目前主要的添加微粒有：SiC、CNT、CeO₂、TiO₂、SiO₂、Al₂O₃、Si₃N₄、金剛石、Ca F、BB₄C、石墨MoS₂、PTFE、無定形碳、Ce(OH)₃、La₂O₃等；其中，主要以碳化物、氮化物和硼化物為主。為了制備特殊功能的材料，常常采用多種微粒混合的方式來制備復合材料。

納米微粒的出現，為傳統的復合鍍技術帶來新的機遇，納米微粒的表面效應、體積效應、量子尺寸效應、宏觀量子隧道效應和一些奇異的光、電、磁等性質、可以使復合鍍層的性能更加優異。隨著對納米科技和復合鍍層的不斷深入研究，納米復合鍍層越來越引起人們的重視。納米復合鍍層兼有基質金屬以及納米微粒的雙重性能。

國內對鉻基復合鍍研究的比較少，有報道將一些微米粒子如A1₂0₃、WC、ZrB₂、SiC、B₄C、金剛石、石墨等用于鎳的復合鍍中。隨著納米科技的興起，含納米粉體的復合鍍成為復合鍍研究的熱點，由于納米粉體高的表面活性，能在鍍件表面產生強烈吸附，不僅作為分散相，同時作為電結晶過程中的一種特殊的結晶元素以形成大量的結晶核心，從而改變鍍層形成機理，顯著改善鍍層性能，如：能形成無孔的、高耐磨、高顯微硬度和高耐腐蝕性的鍍層；還能使鍍層分布更均勻，鍍件表面形貌再現，顯著提高鍍層與鍍件的結合力；微粒有效的傳遞和遷移，提高電流效率。如果可以完成這些改善，則可使得鍍層在常規鍍層厚度上大大減薄而性能又有較大提高，可以節約原材料、降低環境污染。

納米SiC顆粒是一種性能優良的非氧化物陶瓷材料，密度低、硬度高、彈性模量高、耐磨、耐熱、耐腐蝕、成本低廉、易使用，是制備工程材料、功能材料的基本原料，也是較為理想的增強材料，可廣泛應用于金屬基復合材料。

一般傳統的微裂紋硬鉻電鍍產品用途廣泛，但一直存在電鍍液中鉻酸消耗量大，能耗高，污染大，鍍鉻產品的耐磨性能、硬度還不能完全滿足高鐵等特殊行業的需要。

發明內容

本發明的目的是提供一種微裂紋硬鉻復合鍍層及其制備方法，以解決現有微裂紋硬鉻電鍍層能耗高、污染大，耐磨性能、硬度還不能完全滿足需要的問題。本發明確定了納米碳化硅摻雜微裂紋硬鉻復合電鍍的工藝流程以及最佳工藝參數；還確定了納米碳化硅摻雜微裂紋硬鉻復合電鍍液的最佳配方及配制工藝；并且還解決了如何在強酸、強氧化性微裂紋硬鉻電鍍液環境中關于納米碳化硅的活化改性及相關材料的選用等問題。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：

一種微裂紋硬鉻復合鍍層的制備方法，包括：