專利名稱：Ni-P-(Ni/SiC)_p復(fù)合鍍層制備的工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種實(shí)現(xiàn)Ni-P-(Ni/SiC)p復(fù)合鍍層制備的工藝方法，特點(diǎn)是以表 面修飾、改性后的碳化硅復(fù)合粒子為第二相粒子，制備Ni-P化學(xué)復(fù)合鍍層，該 發(fā)明屬于表面技術(shù)、材料制備領(lǐng)域。
二背景技術(shù)：
材料的磨損和腐蝕是材料損耗的重要原因，整體改變材料組成又大大提高 了相應(yīng)成本，材料的表面處理技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，成為材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一， 化學(xué)復(fù)合鍍作為一項(xiàng)環(huán)保型的表面處理技術(shù)，越來越顯示出其重要性。(SiC)P
具有硬度高、耐磨、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛地用來制備鎳磷化學(xué)復(fù)合鍍層，有
關(guān)這方面的文章或?qū)＠绺呒訌?qiáng)等.超細(xì)SiC對(duì)Ni-P化學(xué)合金鍍層組織結(jié)構(gòu)的 影響[J]，機(jī)械工程材料，2006.7;蔡蓮淑等.Ni-P-SiC(納米)化學(xué)復(fù)合鍍工藝的研 究[J]，表面技術(shù)，2003.5 ;張樹生等. 一種高磷Ni-P-SiC復(fù)合鍍層及其制備工 藝，申請(qǐng)?zhí)?00710015538.X。但從目前采用化學(xué)鍍方法所得到的試驗(yàn)結(jié)果分析， 裸(SiC)p直接使用時(shí)，還存在一些關(guān)鍵的技術(shù)問題需要解決，如納米、微米 SiC的尺寸極小導(dǎo)致單個(gè)SiC粒子的表面能很高，易吸附其它物質(zhì)或微粒，引起 團(tuán)聚，使SiC的實(shí)際使用效果降低；當(dāng)(SiC)p為第二相粒子時(shí)，(SiC)p的共價(jià) 鍵與金屬基體的金屬鍵之間的本質(zhì)差別，使界面潤(rùn)濕性能差，顆粒易脫落，硬 度、耐磨性降低；(SiC)p與金屬基體接觸時(shí)，高溫下會(huì)發(fā)生顯著的固相界面反應(yīng)，改變金屬基體的微結(jié)構(gòu)與性能，使其硬度及耐磨性降低等。
故降低顆粒的團(tuán)聚，增強(qiáng)顆粒與金屬基體的相容性等，是目前Ni-P-(SiC)P 化學(xué)復(fù)合鍍工藝的一個(gè)迫切需要解決的難點(diǎn)。
發(fā)明內(nèi)容
本專利的目的在于通過針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種顆粒團(tuán)聚少，顆
金屬基體的相容性好，鍍層的硬度、耐磨性及抗高溫性能高的Ni-P-(SiC)p復(fù)合 鍍層制備的技術(shù)方法。
我們?cè)谝逊e累的實(shí)驗(yàn)和理論經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)納米、微米(SiC)p進(jìn)行表面 修飾，改性，得到碳化硅復(fù)合粒子，簡(jiǎn)寫為(Ni/SiC)p。再以(Ni/SiC)p為第二相 粒子，低碳鋼Q235為基體，優(yōu)化化學(xué)復(fù)合鍍液配方，制備Ni-P-(Ni/SiC)p復(fù)合 鍍層。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是
1. (SiC)p表面修飾改性過程包括預(yù)處理(氧化處理、親水性處理、敏化 處理及活化處理)和修飾過程。
2. Q235的預(yù)處理過程包括打磨、拋光、堿洗除油、有機(jī)溶劑除油、活化。
3. 復(fù)合鍍液的配制
依次向鍍槽中添加硫酸鎳20 28g丄—\乳酸15 30ml七—1、檸檬酸鹽 10 20g,L"、硼酸12 20g.U1、 丁二酸0.5-1.2mg丄人還原劑20~35 g'L"及表面 活性劑、光亮劑等，用氫氧化鈉調(diào)至適當(dāng)?shù)膒H值。
4. 復(fù)合鍍層的制備
將一定質(zhì)量的(Ni/SiC)p配成漿液，超聲分散，使其潤(rùn)濕，加入到己配制好 的化學(xué)復(fù)合鍍液中，攪拌，加熱鍍液至規(guī)定溫度后，放入預(yù)處理后的試樣施鍍。 施鍍溫度為30-50。C，鍍液中的pH值范圍為3.6-4.2，施鍍時(shí)間約為l-2h。在施鍍過程中還可以通過調(diào)節(jié)鍍液配方、工藝參數(shù)、前處理?xiàng)l件等達(dá)到對(duì) 鍍層性能的可控，得到最佳鍍液配方，最佳工藝流程，提高工藝的可重復(fù)性和 可控制性，并擬向規(guī)?；l(fā)展。經(jīng)表面包覆后的(SiC)p減少了顆粒間的吸附、 團(tuán)聚，提高了(SiC)p與金屬基體界面的潤(rùn)濕性能，降低了高溫下發(fā)生固相界面 反應(yīng)，改變金屬基體的微結(jié)構(gòu)與性能的可能性，提高了鍍層的硬度、耐磨性及 抗高溫性能，為研究制備低成本復(fù)合材料提供了一定的技術(shù)基礎(chǔ)。
具體實(shí)施例方式
下面給出本發(fā)明的實(shí)施例 實(shí)施例1
稱取硫酸鎳20g丄—1、還原劑24g七人乳酸18ml'L—1、檸檬酸鹽12g七人硼 酸14g七"、丁二酸1.0mg丄"及表面活性劑、光亮劑等，配制1L復(fù)合鍍液。在 復(fù)合鍍液中加入2g表面改性后的微米(Ni/SiC)p，調(diào)整pH值約為4.0，超聲波分 約10min后，加入預(yù)處理后的被鍍?cè)嚇?，機(jī)械攪拌約l-2h后，取出試樣，水洗、 烘干。施鍍溫度控制在35-45°C。
實(shí)施例2
稱取硫酸鎳25g七—'、還原劑29g七人乳酸20ml丄"、檸檬酸鹽llg丄人硼 酸14g七入丁二酸1.2mg丄"及表面活性劑、光亮劑等，配制1L復(fù)合鍍液。在 復(fù)合鍍液中加入2g表面改性后的納米(Ni/SiC)p，調(diào)整pH值約為3.8，超聲波分 約20min后，加入預(yù)處理后的被鍍?cè)嚇?，機(jī)械攪拌約l-2h后，取出試樣，水洗、 烘干。施鍍溫度控制在35-45°C。
權(quán)利要求
1. 一種實(shí)現(xiàn)Ni-P-(Ni/SiC)P復(fù)合鍍層制備的工藝的和方法，特點(diǎn)是以表面修飾、改性后的碳化硅復(fù)合粒子為第二相粒子，提高了粒子在鍍層中的分散程度、與鍍層的結(jié)合力，鍍層的硬度、耐磨性及抗高溫性能。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的Ni-P-(Ni/SiC)p復(fù)合鍍層制備的工藝的和方法，其 特征是(SiC)p表面包覆前，必須對(duì)其進(jìn)行前處理，此過程包括氧化處理、 親水性處理、敏化處理、活化處理。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微米、納米(SiC)p表面全包覆的工藝方法，其特征是低碳鋼試樣的預(yù)處理過程包括打磨、拋光、堿洗除油、有機(jī)溶劑除油、 活化。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的Ni-P-(Ni/SiC)p復(fù)合鍍層制備的工藝的和方法，其 特征是鍍液中各成分的濃度是主鹽的濃度為22-28g"U1，還原劑的濃度為 24-30g4/1，復(fù)合絡(luò)合劑的濃度為22-26g*L"，穩(wěn)定劑的濃度為0.1-1.0 mg*!/1, 緩沖劑的濃度為20-28g，L"，光亮劑的濃度為1-5 mg，I/'，分散劑的濃度為1-5 mg'L-1 。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微米、納米(SiC)p表面全包覆的工藝方法，其特 征是最佳工藝參數(shù)為溫度控制在35-45。C， pH為8.5-9.5。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微米、納米(SiC)p表面全包覆的工藝方法，其特 征是所采用的原料(SiC)p的加入量為1.5 2.5mg叱"。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種實(shí)現(xiàn)Ni-P-(Ni/SiC)_P復(fù)合鍍層制備的工藝，特點(diǎn)是以表面修飾、改性后的碳化硅復(fù)合粒子為第二相粒子，制備鎳磷化學(xué)復(fù)合鍍層，提高了粒子在鍍層中的分散程度、與鍍層的結(jié)合力，鍍層的硬度、耐磨性及抗高溫性能。該發(fā)明屬于表面技術(shù)、材料制備領(lǐng)域。其結(jié)果能廣泛應(yīng)用于機(jī)械、電子工業(yè)、汽車工業(yè)、石油化工、民用等多個(gè)領(lǐng)域。采用該種制備方法對(duì)原料及生產(chǎn)設(shè)備要求低，過程可控性強(qiáng)，所得產(chǎn)品鍍層均勻、連續(xù)質(zhì)量高。
文檔編號(hào)C23C18/32GK101532129SQ20081013703
公開日2009年9月16日 申請(qǐng)日期2008年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月29日
發(fā)明者輝 宿 申請(qǐng)人:輝 宿