[發明專利]一種高耐蝕化學鍍鎳層的制備方法

在審

• 申請號: 201910361605.6
• 申請日: 2019-04-30
• 公開（公告）號: CN109972127A
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發明（設計）人: 張德忠;趙濤;毛祖國;鄧日智
• 申請（專利權）人: 武漢材料保護研究所有限公司
• 主分類號: C23C18/36
• 分類號: C23C18/36;C23C18/16;C23C18/18;C23G1/19;C25F1/06
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 李明婭

本發明提供一種高耐蝕化學鍍鎳層的制備方法，包括如下步驟：a.前處理：基材依次進行化學脫脂、電解除油、酸洗除銹，徹底除去表面油污和銹斑；b.底層化學鍍鎳(中磷)：以不低于12μm/h的鍍速快速施鍍一層含磷量6％～9％的中磷化學鍍鎳層，并根據基材表面粗糙度確定中磷化學鍍鎳層的厚度，確保該鍍層基本無孔；c.面層化學鍍鎳(高磷)：在中磷鍍層上再施鍍一層含磷量9％～12％的高磷化學鍍鎳層；d.鍍后熱處理。本發明既可以極大地提高化學鍍鎳層的耐蝕性，又可以在保持鍍層相同耐蝕性的前提下，降低鍍層厚度30?50℅，生產效率提高2倍，大大降低制造成本。

技術領域

本發明屬于金屬及非金屬表面處理技術領域，具體涉及一種高耐蝕化學鍍鎳層的制備方法。

背景技術

化學鍍鎳是一種重要的表面處理技術，具有鍍層均勻、結合力高、亮麗美觀等特點，可以使材料獲得優異耐蝕性、耐磨性、焊接性，還可以使非金屬材料金屬化，因此廣泛應用于航空航天、石油化工、汽車船舶、電子通訊、醫用設施、電磁防護等領域。

化學鍍鎳層為陰極性鍍層，一旦表面存在通達基底材料的小孔或破損，鎳鍍層就會快速腐蝕。因此，化學鍍鎳層的耐蝕性能很大程度取決于孔隙率。但是，鍍層生長過程中，大量氫氣氣泡從表面析出，鍍層在開始階段不可避免的形成微小針孔。為獲得基本無孔的鍍層，一般需要在基體上施鍍大于30μm的鍍層。對于要求高耐蝕(耐中性鹽霧1000h以上)的使用條件，化學鍍鎳層則要求厚度達到50μm或更厚。

化學鍍鎳由于自催化反應的特點，鎳在工件上沉積的同時，也會沉積在槽壁和相關管路上，降低鎳的使用率；同時，槽壁和管路上的沉積如果不及時清洗，會造成鍍層粗糙、耐蝕性低等質量問題。因此，化學鍍鎳生產中需要頻繁更換鍍槽并清洗槽壁和管路，致使生產效率低，生產維護困難。另一方面，化學鍍鎳反應過程中，副產物亞磷酸鹽、雜質離子以及施鍍、鍍液補加過程中產生的K⁺、Na⁺、NH₄⁺、SO₄^2-等液會隨著使用周期的延長而累積，易引起鍍液老化失效，最后不得不廢棄鍍液。由此可見，要單一制備50μm化學鍍鎳層，施鍍時間需5-8h，鍍液溫度需保持在85℃以上，不僅生產效率低，而且能耗高，鍍液消耗大，由此造成生產成本極高。

因此，鑒于制作50μm以上高耐蝕化學鍍鎳層技術的缺陷，迫切需要開發出一種既能滿足高耐蝕性要求，又能提高生產效率、降低生產成本的化學鍍鎳層的制備方法。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明為解決現有技術中存在的問題采用的技術方案如下：

一種高耐蝕化學鍍鎳層的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1、前處理:將施鍍鋼鐵基材依次進行化學脫脂、電解除油、酸洗除銹，徹底除去表面油污和銹斑，然后用自來水沖洗，最后用去離子水沖洗干凈；

步驟2、底層化學鍍鎳(中磷)：將經前處理后的基材浸入中磷化學鍍鎳溶液中施鍍一層含磷量6％～9％的中磷化學鍍鎳層，并根據基材表面粗糙度確定中磷化學鍍鎳層的厚度(一般不超過25μm)，確保該鍍層空隙較少；

所述步驟2中中磷化學鍍鎳溶液包含以下濃度的各組分：硫酸鎳18-28g/L，次磷酸鈉20-30g/L，乳酸25-35g/L，蘋果酸5-10g/L，促進劑2-5g/L，硫脲1-3mg/L。

所述步驟2的施鍍條件為pH＝4.5-5.0,溫度80-95℃，施鍍完成后，不要水洗，立即進入下一步工序。

步驟3、面層化學鍍鎳(高磷)：經步驟2處理后，將工件盡可能快速地浸入高磷化學鍍鎳溶液中再施鍍一層含磷量9％～12％的高磷化學鍍鎳層，控制鍍層厚度在8-20μm；