專利名稱：一種化學鍍雙層Ni-P鍍層的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及化學鍍Ni-P的方法，尤其涉及ー種化學鍍雙層Ni-P鍍層的方法
背景技術：
化學鍍非晶態(tài)鎳磷(Ni-P)合金鍍層具有優(yōu)異的耐NaCl、H2S和CO2腐蝕性能及良好的耐磨性能。目前多采用單層化學鍍Ni-P，單層Ni-P合金化學鍍層對鋼鐵材料是ー種封閉性保護層(即陰極性保護層)，只有在鍍層絕對完好的情況下(即無孔隙)才起到保護作用。倘若存在孔隙等缺陷，則鍍層與缺陷中的基體就會形成腐蝕電池而被腐蝕。由于孔隙處基體面積小，電流密度大，所以此時鍍層對基體不但沒有保護作用，反而會加速其腐蝕。目前國外報道的Ni-P鍍層的厚度一般為3(T75l^m，増加鍍層厚度固然可以降低孔隙等缺陷以提高鍍層的耐蝕性，但無疑會増加生產(chǎn)エ時和原材料，使產(chǎn)品成本増加。相比之下，采用雙層或多層化學鍍鎳層是比較經(jīng)濟的方法。因為雙層鍍層在較薄時就具有比單層Ni-P鍍層較好的耐蝕性和耐磨性。常見的雙層鎳鍍層主要有Ni-P (HP) /Ni-Mo-P, Ni-P (HP) /Ni-W-P和Ni-P (HP) /Cr，這些鍍層的底層通常為酸性高磷Ni-P鍍層，而外層為Ni-Mo-P、Ni-W-P和鍍鉻層。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明提供了ー種底層為酸性高磷Ni-P鍍層而外層為酸性低磷Ni-P鍍層的化學鍍雙層Ni-P鍍層的方法。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案。ー種化學鍍雙層Ni-P鍍層的方法，包括以下步驟
(1)化學除油使用除油粉對エ件進行化學除油；
(2)酸洗除銹在體積分數(shù)30%的鹽酸中除銹；
(3)首次活化在體積分數(shù)5 10%的硫酸中活化；
(4)化學鍍酸性高磷Ni-P層采用化學鍍酸性高磷Ni-P層鍍液在85±2°C條件下施鍍5(T60min得酸性高磷Ni-P鍍層，鍍速為9 14Mm/h ；
(5)再次活化在體積分數(shù)10%的硫酸中活化；
(6)化學鍍酸性低磷Ni-P層采用化學鍍酸性低磷Ni-P層鍍液在88±2°C條件下施鍍5(T60min得酸性低磷Ni-P鍍層，鍍速15 20Mm/h ；
(7)鍍后處理鍍層烘干后視情況進行熱處理；
上述各步驟間都要進行水洗。所述步驟(4)中化學鍍酸性高磷Ni-P層鍍液的配方為六水硫酸鎳2(T25g/L、次亞磷酸鈉35 45g/L、復合絡合劑15(Tl80ml/L、復合穩(wěn)定劑6 12ml/L、復合光亮劑5 IOml/L、pH 4. 2 4. 6。
所述步驟(6)中化學鍍酸性低磷Ni-P層鍍液的配方為六水硫酸鎳23 28g/L、次亞磷酸鈉18 25g/L、乳酸ri2g/L、丙酸:Tl3g/L、醋酸鈉2(T40g/L、檸檬酸l 7g/L、葡萄糖酸鈉4 20g/L、丁ニ酸6 22 g/L、潤濕劑8 14mg/L、復合穩(wěn)定劑6 10ml/L、pH 5. 5 6.0。所述步驟(4)中酸性高磷Ni-P鍍層磷含量在10 14%之間。所述步驟(6)中酸性低磷Ni-P鍍層磷含量在2 4%之間。所述步驟(4)中酸性高磷Ni-P鍍層鍍態(tài)硬度為Hv45(T550。所述步驟(6)中酸性低磷Ni-P鍍層鍍態(tài)硬度為Hv65(T750。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明可在不同基材上化學鍍雙層Ni-P鍍層，底層為酸性高磷Ni-P鍍層而外層為酸性低磷Ni-P鍍層，耐蝕性和耐磨性比一般雙Ni-P鍍層更好，酸性低磷Ni-P鍍層鍍態(tài)硬度可達Hv65(T750，在550°C熱處理后硬度可達Hv100(T1100，酸性高磷Ni-P鍍層鍍態(tài)硬度可達Hv45(T550。酸性低磷Ni-P鍍層和酸性高磷Ni-P鍍層之間的結合良好，無分層現(xiàn)象，鍍層外觀光滑、光亮，結晶細致平整。鍍液穩(wěn)定，不含鉛、鉻、鎘等有毒重 金屬，減少了對環(huán)境及人體的危害，是ー種環(huán)保型鍍液，同時廢水處理容易且費用低，鍍液使用周期長。
具體實施例方式為了更好的理解本發(fā)明，下面結合具體實施例來進ー步說明。ー種化學鍍雙層Ni-P鍍層的方法，其特征在于包括以下步驟
(1)化學除油使用除油粉對エ件進行化學除油；
(2)酸洗除銹在體積分數(shù)30%的鹽酸中除銹；
(3)首次活化在體積分數(shù)5 10%的硫酸中活化；
(4)化學鍍酸性高磷Ni-P層采用化學鍍酸性高磷Ni-P層鍍液在85±2°C條件下施鍍5(T60min得酸性高磷Ni-P鍍層，鍍速為9 14Mm/h ；
(5)再次活化在體積分數(shù)10%的硫酸中活化；
(6)化學鍍酸性低磷Ni-P層采用化學鍍酸性低磷Ni-P層鍍液在88±2°C條件下施鍍5(T60min得酸性低磷Ni-P鍍層，鍍速15 20Mm/h ；
(7)鍍后處理鍍層烘干后視情況進行熱處理；
上述各步驟間都要進行水洗。所述步驟(4)中化學鍍酸性高磷Ni-P層鍍液的配方為六水硫酸鎳2(T25g/L、次亞磷酸鈉35 45g/L、復合絡合劑15(Tl80ml/L、復合穩(wěn)定劑6 12ml/L、復合光亮劑5 IOml/L、pH 4. 2 4. 6。
所述步驟(6)中化學鍍酸性低磷Ni-P層鍍液的配方為六水硫酸鎳23 28g/L、次亞磷酸鈉18 25g/L、乳酸ri2g/L、丙酸:Tl3g/L、醋酸鈉2(T40g/L、檸檬酸廣7g/L、葡萄糖酸鈉4 20g/L、丁ニ酸6 22 g/L、潤濕劑8 14mg/L、復合穩(wěn)定劑6 10ml/L、pH 5. 5 6.0。所述步驟(4)中酸性高磷Ni-P鍍層磷含量在10 14%之間。所述步驟(6)中酸性低磷Ni-P鍍層磷含量在2 4%之間。所述步驟(4)中酸性高磷Ni-P鍍層鍍態(tài)硬度為Hv45(T550。所述步驟(6)中酸性低磷Ni-P鍍層鍍態(tài)硬度為Hv65(T750。實施例I
I)化學除油采用鋼鐵件無磷除油粉對45#鋼エ件進行化學除油，除油液中除油粉濃度為50 g/L，溫度為60°C，時間為3 6min ；2)水洗；
3)酸洗除銹在體積分數(shù)30%鹽酸中除銹Imin； 4)水洗；
5)首次活化在體積分數(shù)10%硫酸中活化為20s；
6)水洗；
7)純水洗;
8)化學鍍酸性高磷Ni-P層采用以下配方的化學鍍酸性高磷Ni-P層鍍液，在溫度86°C、條件下施鍍50min ;所述化學鍍酸性低磷Ni-P層鍍液的配方為六水硫酸鎳21g/L、次亞磷酸鈉36g/L、復合絡合劑155ml/L、復合穩(wěn)定劑llml/L、復合光亮劑5ml/L、pH 4. 2，配制時需用純水，用體積分數(shù)10%硫酸溶液和質(zhì)量分數(shù)10%氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值；
9)水洗；
10)再次活化在體積分數(shù)10%硫酸中活化為30s；
11)水洗；
12)純水洗；
13)化學鍍酸性低磷Ni-P層采用以下配方的化學鍍酸性低磷Ni-P層鍍液，在溫度83°C條件下施鍍58min ;所述化學鍍酸性低磷Ni-P層鍍液的配方為六水硫酸鎳28g/L、次亞磷酸鈉18g/L、乳酸4g/L、丙酸12g/L、醋酸鈉20g/L、檸檬酸I g/L、葡萄糖酸鈉5g/L、丁ニ酸10g/L、潤濕劑8ml/L、復合穩(wěn)定劑8ml/L、pH 5. 6，配制時需用純水，用體積分數(shù)10%的硫酸溶液和質(zhì)量分數(shù)10%的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值；
14)水洗；
15)烘干;
16)熱處理。實施例2
1)化學除油采用合金件除油粉對黃銅エ件進行化學除油，除油液中除油粉濃度為50g/L,溫度為60°C,時間為3 6min ；
2)水洗；
3)首次活化在體積分數(shù)5%的硫酸中活化為IOs；
4)水洗；
5)純水洗；
6)化學鍍酸性高磷Ni-P層采用以下配方的化學鍍酸性高磷Ni-P層鍍液，在溫度88°C、條件下施鍍60min ;所述化學鍍酸性低磷Ni-P層鍍液的配方為六水硫酸鎳23g/L、次亞磷酸鈉37g/L、復合絡合劑160ml/L、復合穩(wěn)定劑9ml/L、復合光亮劑7ml/L、pH 4. 5，配制時需用純水，用體積分數(shù)10%的硫酸溶液和質(zhì)量分數(shù)10%的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值；；
7)水洗；
8)再次活化在體積分數(shù)10%的硫酸中活化為30s；
9)水洗；
10)純水洗；
11)化學鍍酸性低磷Ni-P層采用以下配方的化學鍍酸性低磷Ni-P層鍍液，在溫度85°C條件下施鍍55min ;所述化學鍍酸性低磷Ni-P層鍍液的配方為六水硫酸鎳27g/L、次亞磷酸鈉24g/L、乳酸8g/L、丙酸9g/L、醋酸鈉30g/L、檸檬酸3 g/L、葡萄糖酸鈉8g/L、丁ニ酸9g/L、潤濕劑9ml/L、復合穩(wěn)定劑8ml/L、pH 5. 8，配制時需用純水，用體積分數(shù)10%的硫酸溶液和質(zhì)量分數(shù)10%的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值；
12)水洗；
13)烘干；
14)熱處理。
實施例3
1)化學除油使用有色金屬除油粉對5086#鋁材エ件進行化學除油，除油液中除油粉濃度為50g/L，溫度為60°C，時間為3 6min ；
2)水洗；
3)堿蝕用鋁合金堿蝕粉對基材進行堿蝕；
4)水洗；
5)除垢用酸性除垢劑進行除垢；
6)水洗;
7)一次浸鋅鋁合金用浸鋅液浸鋅；
8)水洗；
9)退鋅在I:I硝酸(體積比)中退鋅；
10)水洗；
11)二次浸鋅；
12)水洗；
13)純水洗；
14)化學鍍酸性高磷Ni-P層采用以下配方的化學鍍酸性高磷Ni-P層鍍液，在溫度90°C、條件下施鍍55min ;所述化學鍍酸性低磷Ni-P層鍍液的配方為六水硫酸鎳24g/L、次亞磷酸鈉40g/L、復合絡合劑180ml/L、復合穩(wěn)定劑10ml/L、復合光亮劑10ml/L、pH 4. 4，配制時需用純水，用硫酸和氫氧化鈉調(diào)節(jié)PH值；
15)水洗；
16)再次活化在體積分數(shù)10%的硫酸中活化為IOs；
17)水洗；
18)純水洗；
19)化學鍍酸性低磷Ni-P層采用以下配方的化學鍍酸性低磷Ni-P層鍍液，在溫度84°C條件下施鍍55min ;所述化學鍍酸性低磷Ni-P層鍍液的配方為六水硫酸鎳24g/L、次亞磷酸鈉19g/L、乳酸10g/L、丙酸8g/L、醋酸鈉33g/L、檸檬酸lg/L、葡萄糖酸鈉llg/L、丁ニ酸12g/L、潤濕劑10ml/L、復合穩(wěn)定劑8ml/L、pH 5. 5,配制時需用純水,用硫酸和氫氧化鈉調(diào)節(jié)PH值；
20)水洗；
21)烘干；
22)熱處理。本發(fā)明可在不同基材上化學鍍雙層Ni-P鍍層，制得的鍍層耐蝕性和耐磨性比一般雙Ni-P鍍層更好，底層為酸性高磷Ni-P鍍層磷含量在10 13%，鍍態(tài)硬度可達Hv45(T550，外層為低磷Ni-P鍍層的磷含量在2 4%之間，鍍態(tài)硬度可達Hv65(T750，在550°C熱處理后硬度可達HvlOO(TllOO?；瘜W鍍Ni-P的鍍速快，酸性低磷Ni-P鍍層的鍍速為15 20Mm/h，酸性高磷Ni-P鍍層的鍍速為9 14Mm/h。酸性低磷Ni-P鍍層和酸性高磷Ni-P鍍層之間的結合良好，無分層現(xiàn)象，鍍層外觀光滑、光亮，結晶細致平整。鍍液穩(wěn)定，不含鉛、鉻、鎘等有毒重金屬，減少了對環(huán)境及人體的危害，是ー種環(huán)保型鍍液，同時廢水處理容易且費用低，鍍液使用周期長。
在上文的敘述中省略了本發(fā)明中某些條件和原材料，但是本領域的普通技術人員能夠現(xiàn)有技術理解本發(fā)明，并不影響本發(fā)明的充分公開。以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。
權利要求
1.ー種化學鍍雙層Ni-P鍍層的方法，其特征在于包括以下步驟 (1)化學除油使用除油粉對エ件進行化學除油； (2)酸洗除銹在體積分數(shù)30%的鹽酸中除銹； (3)首次活化在體積分數(shù)5 10%的硫酸中活化； (4)化學鍍酸性高磷Ni-P層采用化學鍍酸性高磷Ni-P層鍍液在85±2°C條件下施鍍5(T60min得酸性高磷Ni-P鍍層，鍍速為9 14Mm/h ； (5)再次活化在體積分數(shù)10%的硫酸中活化； (6)化學鍍酸性低磷Ni-P層采用化學鍍酸性低磷Ni-P層鍍液在88±2°C條件下施鍍5(T60min得酸性低磷Ni-P鍍層，鍍速15 20Mm/h ； (7)鍍后處理鍍層烘干后視情況進行熱處理； 上述各步驟間都要進行水洗。
2.根據(jù)權利要求I所述的化學鍍雙層Ni-P鍍層的方法，其特征在干所述步驟(4)中化學鍍酸性高磷Ni-P層鍍液的配方為六水硫酸鎳2(T25g/L、次亞磷酸鈉35 45g/L、復合絡合劑15(Tl80ml/L、復合穩(wěn)定劑6 12ml/L、復合光亮劑5 10ml/L、pH 4. 2 4. 6。
3.根據(jù)權利要求I所述的化學鍍雙層Ni-P鍍層的方法，其特征在干所述步驟(6)中化學鍍酸性低磷Ni-P層鍍液的配方為六水硫酸鎳23 28g/L、次亞磷酸鈉18 25g/L、乳酸4 12g/L、丙酸3 13g/L、醋酸鈉2(T40g/L、檸檬酸I 7g/L，葡萄糖酸鈉4 20g/L、丁ニ酸6 22 g/L、潤濕劑8 14mg/L、復合穩(wěn)定劑6 10ml/L、pH 5. 5 6.0。
4.根據(jù)權利要求I所述的化學鍍雙層Ni-P鍍層的方法，其特征在于所述步驟(4)中酸性高磷Ni-P鍍層磷含量在10 14%之間。
5.根據(jù)權利要求I所述的化學鍍雙層Ni-P鍍層的方法，其特征在于所述步驟(6)中酸性低磷Ni-P鍍層磷含量在2 4%之間。
6.根據(jù)權利要求I所述的化學鍍雙層Ni-P鍍層的方法，其特征在于所述步驟(4)中酸性高磷Ni-P鍍層鍍態(tài)硬度為Hv45(T550。
7.根據(jù)權利要求I所述的化學鍍雙層Ni-P鍍層的方法，其特征在于所述步驟(6)中酸性低磷Ni-P鍍層鍍態(tài)硬度為Hv60(T700。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在不同基體上鍍雙層化學Ni-P鍍層的方法，包括下述工藝步驟(1)化學除油工件在除油液中除油；(2)首次活化在體積分數(shù)5～10%的硫酸中活化；(3)化學鍍酸性高磷Ni-P層；(4)再次活化在體積分數(shù)10%的硫酸中活化；(5)化學鍍酸性低磷Ni-P層；(6)鍍后處理。本發(fā)明是在工件上化學鍍酸性高磷Ni-P層后再在其上續(xù)鍍酸性低磷Ni-P層，該鍍層具有結合力好、均勻致密性能好、硬度高、耐腐蝕、耐磨性能強的優(yōu)點；低磷和高磷化學鍍Ni-P液中均不含鉛、鎘、六價鉻等有毒重金屬元素，減少了對環(huán)境及人體的危害，是一種環(huán)保型鍍液，同時廢水處理容易且費用低，鍍液使用周期長。
文檔編號C23C18/32GK102644067SQ201210085329
公開日2012年8月22日 申請日期2012年3月28日 優(yōu)先權日2012年3月28日
發(fā)明者張曉明, 林繼月, 胡耀紅, 趙國鵬, 鹿軒 申請人:廣州市二輕工業(yè)科學技術研究所, 廣州鴻葳科技股份有限公司