[发明专利]铝合金上制备Ni-Co-P/Si3N4镀层的化学复合镀方法

说明书

技术领域

本发明属于金属表面处理领域，特别涉及一种在铝合金上制备Ni-Co-P/Si₃N₄镀层的化学复合镀方法。

背景技术

铝合金表面镀膜工艺可以提高铝合金硬度和耐磨性，在工业生产中应用广泛。国内外对铝合金表面镀Ni-Co-P/Si₃N₄镀层的研究报导很少，除了日本有在铝合金上用化学复合镀方法制备该镀层的专利介绍外，大都是采用复合电镀制备镀层的方法。国内李赟等人在铝合金基体上采用复合电镀成功制备了Ni-Co-P/Si₃N₄镀层(李赟，铝合金上Ni-Co-P/Si3N4复合电镀层的制备与性能研究重庆大学硕士学位论文，2009：52-53.)，该方法容易成膜、镀速快、效率高，但该工艺镀层厚度均匀性不够，特别是其结合力较差，影响了镀层使用寿命。这是因为复合电镀时，镀件附近镀液浓度急剧变化，镀层磷含量呈现层状特征，降低了结合力；且镀层厚度受电流密度大小影响很大，使镀层不均匀，结合力降低。

日本品田学等人在日本专利JP61-149498和JP62-282150中公布了一种制备Ni-Co-P/Si3N4镀层化学复合镀的方法，但该方法主要针对提高镀层的耐磨性和耐烧结性等，专利文献中没有提到有关镀层结合力的内容。

发明内容

本发明的目的旨在针对现有的复合电镀Ni-Co-P/Si₃N₄技术中镀层均匀性不够、结合力较差的问题，提供了一种化学复合镀方法，得到了厚度均匀、结合力较好的Ni-Co-P/Si₃N₄镀层。

本发明的目的是通过以下方式实现的：

步骤一、粉末前处理：采用HCl、H₂SO₄组成的混酸溶液浸泡1-3H进行表面活化；再用C₁₆S溶液对其浸泡30-90min，进行分散处理，烘干备用；

步骤二、脱脂：采用表面活性剂肥皂在60℃热水中对工件进行清洗，时间为1-2min；

步骤三、弱碱腐蚀：通过铝合金工件在U-152碱性溶液中浸泡，以达到弱碱腐蚀的效果，室温，时间为1-2min；

步骤四、除垢：即用酸性溶液浸泡的方法去除铝制品在弱碱腐蚀后表面附着的灰色或黑色挂灰，室温，时间为1-2min；

步骤五、沉锌：采用爱美特公司提供的混合沉锌液对工件浸泡，室温，时间为1-2min；

步骤六、褪锌：采用体积比为1∶1的硝酸溶液浸泡工件，室温，时间为0.5-1min；

步骤七、二次沉锌：采用步骤五中的混合沉锌液浸泡工件，室温，时间为0.5-1min；

步骤八、化学镀膜：将工件悬挂于镀液之中施镀，采用电热恒温水浴槽对镀液加热以维持在需要温度范围，施镀过程中采用150-300r/min转速的电动搅拌机对镀液进行搅拌，镀液包括：主盐硫酸镍6-28g/L、硫酸钴6-26g/L，还原剂次磷酸钠28g/L，Si₃N₄4-12g/L，缓冲剂硼酸15g/l，络合剂柠檬酸10g/l，稳定剂硫脲0.002g/l，表面活性剂C₁₆S0.08g/L，PH值5.0-7.0，施镀温度75℃-95℃，化学镀时间2hours。

本发明所涉及的铝合金上Ni-Co-P/Si₃N₄镀层的化学复合镀制备方法，具有镀液稳定、工艺简单等优点。可提高镀层厚度均匀性，增强结合力，延长镀层的使用寿命，进一步促进铝合金在电子产品、汽车工业、航空航天等领域的广泛应用。

附图说明

图1为用本发明方法在过共晶Al-Si合金叶片上所制备的Ni-Co-P/Si₃N₄镀层的截面形貌；

图2为用本发明方法在过共晶Al-Si合金叶片上所制备的Ni-Co-P/Si₃N₄镀层的表面形貌。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的描述，但本发明并不局限于这些实施例。

实施例1

试验材料：过共晶Al-Si铝合金叶片(规格为3.6mm×14mm×39mm)，实验过程如下：