[发明专利]高耐磨镍-锡-磷复合镀层的制备方法及镀液

说明书

技术领域

本发明涉及材料表面处理领域中的化学复合镀，具体地说是涉及一种高耐磨镍—锡—磷复合镀层的制备方法及镀液。

背景技术

化学复合镀技术是在化学镀技术的基础上发展起来的，通过化学镀工艺制备的复合镀层具有硬度高、镀层致密等优点，故目前化学复合镀已成为复合镀的重要组成部分和发展方向。化学复合镀层是在保持原有基质金属镀层性质的基础上，再辅以复合相的特性，它既强化了原有金属镀层的性质，又对原镀层进行了改性，可以通过改变基质金属和固体颗粒的种类得到高硬度、高耐磨性、高耐蚀性、自润滑性的功能性镀层以及特殊的装饰性镀层。因此，在电子计算机工业、石油化工工业、航空工业、汽车工业、机械工业以及印刷等工业有着广泛的应用前景。

SiC、Si₃N₄粒子具有很高的硬度和较强的化学稳定性。将SiC、Si₃N₄粒子通过化学沉积的方法复合到Ni-Sn-P镀层中，可获得镍—锡—磷化学复合镀层。该镀层兼具SiC、Si₃N₄陶瓷微粒及Ni-Sn-P合金镀层两者的优点，即高的耐磨性和Ni-Sn-P合金镀层优良的抗蚀性、抗氧化性、延展性、装饰性和焊接性，使其在工业上有更广泛的应用。目前关于Ni-Sn-P复合镀层的研究还未见报道。

在我们申请的专利(申请号：200710060109.4)中提供了一种高耐蚀性镍—锡—磷合金镀液，用此镀液制备的镍—锡—磷合金镀层在海水中具有优良的耐腐蚀性能，优于紫铜、镍—磷合金及不锈钢，但镀层的耐磨性能欠佳。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高耐磨性化学镀镍—锡—磷复合镀层的镀液，适用于制备高耐磨性能复合镀层，同时具备镍—锡—磷合金优异的耐腐蚀性能。我们经过无数次的研究和实验，将SiC、Si₃N₄粒子通过化学沉积的方法复合到镍—锡—磷合金镀层中，可获得高耐磨性镍—锡—磷化学复合镀层，同时使其兼具镍—锡—磷合金优异的耐腐蚀性能。

本发明的技术方案概述如下：

本发明的高耐磨性化学镀镍—锡—磷复合镀层的镀液，配方是每升溶液中含有：

NiSO₄·6H₂O         10～45g、

NaH₂PO₂·H₂O        20～70g、

SnCl₄·3H₂O         5～30g、

CH₃COONa            10～50g、

复合羟基羧酸络合剂  10～45g、

SiC或Si₃N₄          4～10g、

Pb²⁺                  0.001～0.008g，

余量为水；

所述复合羟基羧酸络合剂按重量百分比由下述组分组成：乳酸50—65％，柠檬酸或柠檬酸钾或柠檬酸钠为50—35％；溶液的pH值为4.2～5.5，采用硫酸和无水碳酸钾调节pH值；SiC或Si₃N₄的粒径为0.2～7μm。

镀液优选配方是为NiSO₄·6H₂O为20g、NaH₂PO₂·H₂O为40g、SnCl₄·3H₂O为20g、CH₃COONa为30g、复合羟基羧酸络合剂为20g、SiC或Si₃N₄为10g和Pb²⁺为0.0015g，pH值为4.8。

本发明的高耐磨性化学镀镍—锡—磷复合镀层的制备方法，是将镀液按配方混合，用超声波分散10～40min，然后用电动搅拌器搅拌，搅拌速度控制在400—800r/min，溶液的温度85～90℃，pH值控制在4.2～5.5之间。

本发明的一种制备高耐磨性镍—锡—磷化学复合镀层的镀液具有如下优点：

1、镀液沉积速度快、稳定性好；

2、镀层硬度达1400HV，耐磨性较镀硬Cr零件、高速钢零件提高1—2倍，较4Cr13、2Cr13零件提高4—5倍。