[發明專利]鋁基碳化硅復合材料超厚高磷化學鍍鎳及穩定處理工藝

在審

• 申請號: 202011495775.2
• 申請日: 2020-12-17
• 公開（公告）號: CN112663031A
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: 史海峰;左文莉;杜曉民;楊曉東
• 申請（專利權）人: 陜西寶成航空儀表有限責任公司
• 主分類號: C23C18/16
• 分類號: C23C18/16;C23C18/18;C23C18/36
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 宋秀珍;翟小梅

提供一種鋁基碳化硅復合材料超厚高磷化學鍍鎳及穩定處理工藝，屬于復合材料化學鍍鎳工藝技術領域，是針對高強度、低重量的鋁基碳化硅復合材料，通過采用適宜的前處理腐蝕和預鍍化學鎳工藝，既能去除材料表面氧化物，又不會產生過腐蝕，提高鍍層的結合力，再通過一次浸鋅?光澤處理?二次浸鋅?預鍍化學鎳?高磷化學鍍鎳等工藝，通過溫度階梯升溫、主鹽濃度的管控等過程控制方法，維持催化反應的正常進行，持續的增厚，以提高化學鍍鎳層厚度，化學鍍鎳層表面均勻、平整、光滑，并采取獨特的真空穩定處理方法，消除鍍層應力，解決了鋁基碳化硅復合材料化學鍍鎳層結合力差,化學鍍鎳反應停滯，化學鍍鎳層無法持續增厚的難題。

技術領域

本發明屬于新型復合材料化學鍍鎳工藝技術領域，具體涉及一種鋁基碳化硅復合材料超厚高磷化學鍍鎳及穩定處理工藝。

背景技術

鋁基碳化硅復合材料具有較高的比強度、比彈性模量、低重量及優良的綜合性能，廣泛應用在航天反射鏡、微波集成電路、功率模塊、高鐵等尖端領域。鋁基碳化硅復合材料就是以硬鋁合金為基，以一定形式、比例和分布狀態，用碳化硅顆粒(金剛砂)作增強體，構成有明顯界面的多相復合材料，兼具單一金屬不具備的綜合優越性能。由于碳化硅顆粒為半導體材料，具有優良的抗化學腐蝕性和抗氧化性,因此在進行化學處理時，鋁基優先被腐蝕,而碳化硅顆粒不參加化學反應,會析出粘附在零件表面,形成表面腐蝕不均勻，表面黑灰，嚴重影響化學鍍鎳層的表面質量。因此鋁基碳化硅復合材料化學鍍鎳的前處理技術，是保證鍍層結合力和基體表面質量的一項關鍵技術。其次，目前常用的化學鍍鎳層厚度一般為(5～8)μm；航空發動機上葉輪的化學鍍鎳層厚度一般為(25～75)μm；汽車工業上的散熱器、噴油嘴化學鍍鎳層的厚度一般為(10～25)μm，而反射鏡要求化學鍍鎳層厚度為(100～150)μm，是普通化學鍍鎳層厚度的30倍。從化學鍍鎳沉積機理上分析，是通過催化反應逐步在金屬表面沉積鎳磷合金，因此催化反應是否能夠持續、穩定的進行，是化學鍍鎳層厚度能否持續增厚的關鍵因素，也是本發明必須要解決的技術難點之一。

發明內容

本發明解決的技術問題：提供一種鋁基碳化硅復合材料超厚高磷化學鍍鎳及穩定處理工藝，本發明是針對高強度、低重量的鋁基碳化硅復合材料，通過采用適宜的前處理腐蝕和和預鍍化學鎳工藝，既能去除材料表面的氧化物，又不會產生過腐蝕，提高了鍍層的結合力；再通過采用一次浸鋅-光澤處理-二次浸鋅-預鍍化學鎳-高磷化學鍍鎳等工藝，通過溫度階梯升溫、主鹽濃度的管控等過程控制方法，維持催化反應的正常進行，持續的增厚，以提高化學鍍鎳層厚度，化學鍍鎳層表面均勻、平整、光滑；并采取獨特的真空穩定處理方法，消除鍍層應力，解決了鋁基碳化硅復合材料化學鍍鎳層結合力差,化學鍍鎳反應停滯，化學鍍鎳層無法持續增厚的難題。

本發明采用的技術方案：鋁基碳化硅復合材料超厚高磷化學鍍鎳及穩定處理工藝，包括以下步驟：

步驟1)：化學除油：先將氧化鎂粉用適量的水調成糊狀，對鋁基碳化硅復合材料進行鍍前檢測，然后用糊狀的氧化鎂粉擦拭鋁基碳化硅復合材料零件待鍍面，之后用流動水沖洗鋁基碳化硅復合材料零件至零件表面水膜均勻30s不斷裂；

步驟2)：酸腐蝕：將化學除油后的鋁基碳化硅復合材料零件放入酸腐蝕溶液中，溶液工藝參數：溫度：75～85℃，時間：1～3min，酸腐蝕后用流水清洗；

步驟3)：第一次浸鋅處理：將零件放入浸鋅溶液中，輕輕晃動,第一次浸鋅后零件表面呈稍暗的灰色，并用流水清洗；浸鋅溶液參數：溫度：15～30℃，第一次浸鋅時間：60～120s；

步驟4)：光澤處理：將第一次浸鋅處理后的零件放入光澤處理溶液中，至浸鋅層完全溶解呈基體本色，并用流水清洗；光澤處理工藝參數：溫度：10～40℃，時間：5～10s；

步驟5)：第二次浸鋅處理：將光澤處理后的零件放入浸鋅溶液中進行第二次浸鋅處理，第二次浸鋅處理后的零件表面呈米黃色,并用流水清洗；其中，溫度：15～30℃，第二次浸鋅時間：30～60s；