專利名稱：：納米碳化鎢和納米聚四氟乙烯電刷鍍液的制備工藝及應(yīng)用的制作方法納米碳化鴇和納米聚四氟乙烯電刷鍍液的制備工藝及應(yīng)用[
技術(shù)領(lǐng)域：
]本發(fā)明屬于表面處理
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體地說是一種納米碳化鎢和納米聚四氟乙烯電刷鍍液的制備工藝及應(yīng)用。[技術(shù)背景]耐磨減摩復(fù)合鍍層的研究開發(fā)及其應(yīng)用一直為機(jī)械工程領(lǐng)域的人們所重視，如何獲得高性能的耐磨鍍層對(duì)于提高材料的使用壽命至關(guān)重要。電刷鍍技術(shù)由于具有設(shè)備簡(jiǎn)單、工藝靈活、鍍積速度快、鍍層種類多、鍍層和基體材料的結(jié)合強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，因而被廣泛使用于機(jī)械零部件的修復(fù)，尤其是對(duì)于大型機(jī)械的不解體現(xiàn)場(chǎng)修理或野外搶修更有突出的實(shí)用價(jià)值。上世紀(jì)八十年代開始，人們采用電刷鍍技術(shù)獲得復(fù)合鍍層，其原理是在電刷鍍鍍前將一種或數(shù)種不溶性固體顆粒添..加到鍍液中，使固體微粒與金屬離子共沉積，并使其均勻地彌散在金屬鍍層中從而形成復(fù)合鍍層。但由于過去加入的固體顆粒多為微米級(jí)，其性能不能滿足科技發(fā)展的要求，因此應(yīng)用范圍受到一定限制。自1984年納米材料誕生以來，由于其不同于微觀和宏觀材料的許多介觀特性，添加納米材料制備性能更為優(yōu)異的復(fù)合鍍層成為可能。將尺寸小于lOOrnn的納米固體顆粒有機(jī)地加入到普通電刷鍍液中，從而得到性能優(yōu)越的、具有耐磨性、耐蝕性、抗高溫氧化性能和導(dǎo)熱性能等特性，從而獲得在表面工程領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用價(jià)值的納米電刷鍍復(fù)合鍍層。不同納米顆粒的電刷鍍復(fù)合鍍鍍液的配制很大程度上決定了納米復(fù)合鍍層的性質(zhì)，例如納米顆粒的種類、尺寸和形狀以及電刷鍍鍍液類型、添加劑、pH值、溫度等均有一定的影響。徐濱士等人在快速鎳鍍層中分別添加納米A1A、SiC、金剛石粉，成功制備了Ni+納米Al203/Ni，Ni+納米SiC/Ni和Ni+納米金剛石/Ni等三種復(fù)合鍍層，均表現(xiàn)出比快速鎳刷鍍層更好的顯微硬度和抗微動(dòng)磨損性能，又如曹茂盛等人將納米Si顆粒凈化配成漿液加入到Ni-P鍍液中制備成Ni-P-Si納米粒子鍍液，納米Si含量為lg/1時(shí)，鍍層硬度可達(dá)HV600;400°C熱處理lh，鍍層的硬度可達(dá)到最高值HV900，又如將納米顆粒加入到電刷鍍液中制備出了納米PTFE復(fù)合鍍層，其表面的摩擦系數(shù)大大降低，下降程度可以達(dá)到30%，但是能否獲得納米耐磨減摩復(fù)合鍍層，其電刷鍍液如何配制分散均勻穩(wěn)定，目前還沒有詳細(xì)的研究和相關(guān)的專利報(bào)道。[
發(fā)明內(nèi)容]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)在技術(shù)的不足，在普通特快電刷鍍液中加入一定量的納米碳化鎢和納米聚四氟乙烯，通過選取不同的分散劑和分散方法，并適當(dāng)改變電刷鍍液的PH值，使納米碳化鉤顆粒和納米聚四氟乙烯顆粒在普通特快鎳電刷鍍液中充分分散均勻，穩(wěn)定懸浮，從而在電刷鍍工藝的基礎(chǔ)上獲得納米碳化鉤和納米聚四氟乙烯耐磨減摩復(fù)合鍍層。為實(shí)現(xiàn)上述目的，設(shè)計(jì)一種納米碳化鉤和納米聚四氟乙烯電刷鍍液的制備工藝，其特征在于(l)選取原料分別選取尺寸為80-100nm的納米碳化鎢WC顆粒3g/L;尺寸為30-60rnn的納米聚四氟乙烯PTFE顆粒5g/L;(2)混合將上述原料放入20ml/L丙酮中進(jìn)行混合濕潤(rùn)，然后全部加入到1L普通特快鎳電刷鍍液中，再加入0.1g/L的分散劑吐溫40;(3)磁力攪拌將所得混合鍍液先進(jìn)行磁力攪拌30min;(4)超聲振蕩超聲振蕩60min;(5)得成品獲得納米碳化鎢和納米聚四氟乙烯電刷鍍液。所述制備工藝制備的鍍液應(yīng)用于機(jī)械、汽車、石化、電力、化工、航空領(lǐng)域的電刷鍍制備耐磨減摩復(fù)合鍍層。所述的電刷鍍制備耐磨減摩復(fù)合鍍層的工藝步驟為玩ll她ffct"沐虔工藝步驟<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明配制工藝簡(jiǎn)單可靠；納米碳化鉤和納米聚四氟乙烯在復(fù)合鍍液中能均勻懸浮分散并且能滿足制備納米復(fù)合鍍層的工藝要求；通過該鍍液制備的納米復(fù)合鍍層的性能可以滿足大部分耐磨減摩零部件的工程需要。[具體實(shí)施方式]下面結(jié)合實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，這種工藝技術(shù)對(duì)本專業(yè)的人來說還是是比較清楚的。實(shí)施例納米碳化鎢和納米聚四氟乙烯電刷鍍液的配制過程如下分別選取尺寸為80-100nm的納米碳化鎢WC顆粒3g/L;尺寸為30~60nm的納米聚四氟乙烯PTFE顆粒5g/L,將兩者在20ml/L丙酮中進(jìn)行混合濕潤(rùn)，然后全部加入到1L普通特快鎳電刷鍍液中，再加入0.1g/L的分散劑吐溫40,然后將復(fù)合鍍液先進(jìn)行磁力攪拌30inin，再超聲振蕩60min后，獲得納米碳化鎢和納米聚四氟乙烯電刷鍍復(fù)合鍍液，該復(fù)合鍍液可以在2小時(shí)內(nèi)均勻分散，穩(wěn)定懸浮，不會(huì)產(chǎn)生明顯的團(tuán)聚顆粒的沉淀。以上涉及的各原料的濃度均針對(duì)1L普通特快鎳電刷鍍液而然后，利用上述納米碳化鎢和納米聚四氟乙烯電刷鍍液制備耐磨減摩復(fù)合鍍層一、工件表面預(yù)處理如在Q235鋼表面制備納米碳化鎢和納米聚四氟乙烯耐磨減摩復(fù)合鍍層，先對(duì)樣品進(jìn)行清洗、磨制、拋光，使其表面平整、無劃痕、無污漬，試樣四周無毛剌等基本表面處理；如在高速鋼W6Mo5Cr4V2表面制備納米碳化鉤和納米聚四氟乙烯耐磨減摩復(fù)合鍍層，先對(duì)樣品進(jìn)行清洗、磨制、拋光，使其表面平整、無劃痕、無污漬，試樣四周無毛剌等基本表面處理；二、電凈采用電壓12伏，正接，刷鍍速度為10m/min，時(shí)間為30s;三、2'活化液活化采用電刷鍍2'活化液活化，電壓為12伏反接，刷鍍速度均為10m/min，活化時(shí)間為10s;四、3'活化液活化采用電刷鍍3#活化液活化，電壓為20伏反接，刷鍍速度均為10m/min，活化時(shí)間為30s;五、特殊鎳打底工藝為電壓12伏正接，刷鍍速度為IOm/min，時(shí)間為90s;六、電刷鍍復(fù)合鍍層采用納米碳化鎢和納米聚四氟乙烯電刷鍍復(fù)合鍍液進(jìn)行電刷鍍復(fù)合鍍層，電壓12伏正接，刷鍍速度為10m/min，時(shí)間為900s。在Q235鋼表面制備納米碳化鎢和納米聚四氟乙烯耐磨減摩復(fù)合鍍層，樣品表面硬度最高硬度可以達(dá)到Hv700以上，比未加納米碳化鉤和納米聚四氟乙烯的普通電刷鍍鍍層提高50%以上，耐磨性提高一倍以上，摩擦系數(shù)下降20%以上。在高速鋼W6Mo5Cr4V2表面制備納米碳化鉤和納米聚四氟乙烯耐磨減摩復(fù)合鍍層，樣品表面硬度提高50%以上，拉伸強(qiáng)度提高30%，并且裂紋擴(kuò)展阻力明顯提高，耐蝕性能明顯提高?？梢姡捎蒙鲜龅墓に囍苽涞募{米碳化鉤和納米聚四氟乙烯電刷鍍液，以及相關(guān)電刷鍍工藝制備的耐磨減摩復(fù)合鍍層，其復(fù)合鍍層的組織細(xì)小致密、鍍層表面更平滑，鍍層表面顯微硬度，比普通電刷鍍液電刷鍍的鍍層的硬度高50%以上，耐磨性提高一倍以上，摩擦系數(shù)下降20%以上，耐蝕性也能明顯提高，在30(TC使用時(shí)復(fù)合鍍層仍然保持顯微硬度Hv達(dá)到500，具有較好硬度穩(wěn)定性。權(quán)利要求1、一種納米碳化鎢和納米聚四氟乙烯電刷鍍液的制備工藝，其特征在于(1)選取原料分別選取尺寸為80-100nm的納米碳化鎢WC顆粒3g/L；尺寸為30-60nm的納米聚四氟乙烯PTFE顆粒5g/L；(2)混合將上述原料放入20ml/L丙酮中進(jìn)行混合濕潤(rùn)，然后全部加入到1L普通特快鎳電刷鍍液中，再加入0.1g/L的分散劑吐溫40；(3)磁力攪拌將所得混合鍍液先進(jìn)行磁力攪拌30min；(4)超聲振蕩超聲振蕩60min；(5)得成品獲得納米碳化鎢和納米聚四氟乙烯電刷鍍液。2、一種納米碳化鎢和納米聚四氟乙烯電刷鍍液的應(yīng)用，其特征在于所述制備工藝制備的鍍液應(yīng)用于機(jī)械、汽車、石化、電力、化工、航空領(lǐng)域的電刷鍍制備耐磨減摩復(fù)合鍍層。3、如權(quán)利要求2所述的一種納米碳化鎢和納米聚四氟乙烯電刷鍍液的應(yīng)用，其特征在于所述的電刷鍍制備耐磨減摩復(fù)合鍍層的工藝步驟為工藝步驟電壓/V工件表面預(yù)處理/電凈122'活化液活化123'活化液活化20特殊鎳打底12電刷鍍復(fù)合鍍層12玩ll她Fkf話齒(m/mm)oooo§3139f9ooooo法接接接接接接正反反正正全文摘要本發(fā)明屬于表面處理
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體地說是一種納米碳化鎢和納米聚四氟乙烯電刷鍍液的制備工藝，其特征在于選取原料分別選取尺寸為80-100nm的納米碳化鎢WC顆粒3g/L；尺寸為30-60nm的納米聚四氟乙烯PTFE顆粒5g/L；混合將上述原料放入20ml/L丙酮中進(jìn)行混合濕潤(rùn)，然后加入到1L普通特快鎳電刷鍍液中，再加入0.1g/L的分散劑吐溫40；磁力攪拌將所得混合鍍液先進(jìn)行磁力攪拌30min；超聲振蕩超聲振蕩60min；得成品獲得電刷鍍液。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明配制工藝簡(jiǎn)單，納米碳化鎢和納米聚四氟乙烯在復(fù)合鍍液中均勻懸浮分散，能滿足制備納米復(fù)合鍍層的工藝要求。文檔編號(hào)C25D15/00GK101187051SQ20071004559公開日2008年5月28日申請(qǐng)日期2007年9月5日優(yōu)先權(quán)日2007年9月5日發(fā)明者劉延輝,周細(xì)應(yīng),李培耀,康陳申請(qǐng)人:上海工程技術(shù)大學(xué)