[发明专利]含有纳米MoS2固体颗粒的复合镀层的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种含有纳米MoS₂固体颗粒的复合镀层的制备方法，特别涉及一种具有高耐磨性能、高减摩性能和高耐腐蚀性能的含有纳米MoS₂固体颗粒的复合镀层的制备方法，属于金属材料表面处理技术。

背景技术

金属表面的镀层，大致有抗氧化耐腐蚀镀层例如镀铬层；耐磨、减磨和耐腐蚀复合镀层例如机械动配合件配合表面镀层和表面装饰涂层例如油漆层等多种形式。本发明所涉及的镀层，是耐磨、减摩和耐腐蚀复合镀层。

本发明所涉及的复合镀层，在工业上可采用复合电沉积技术制备。所述复合电沉积技术，是在一般金属(或合金)电镀液中，加入一种或数种不溶性粒径＜100μm的固体颗粒，使所述微细固体颗粒与金属(或合金)共沉积在工件表面而获得复合镀涂的一种工艺方法。

由于所加入的固体颗粒为陶瓷、有机物和金属化合物等，因此所述固体颗粒与不同金属(或合金)基体结合后，可得到多种具有不同功能的复合镀层。

在工况恶劣的条件下，尤其是那些长期处于高速、重载、摩擦状态下的设备零部件，极其容易因摩擦和腐蚀，而引起早期失效与报废。例如水下作业的刀片，依靠涂抹黄油进行润滑和保护，这不仅起不到保护作用，而且会造成环境污染。

人们研究发现，MoS₂是一种固体润滑材料，在高温、低温、高负荷和化学腐蚀以及真空条件下，都对设备零部件具有优异的润滑性能。诸如中国专利申请号200510048951.7所公开的含有碳/二硫化钼复合纳米管的复合镀层，是一种由在碳管表面覆包MoS₂膜层所制备的碳/二硫化钼复合纳米管，与Ni-P镀液复配所制备的镀液，采用电沉积技术，镀布在金属基体件表面所形成的复合镀层。这种复合镀层，具有高耐磨性能和极低的摩擦系数，在同等条件下测试，其磨损量为Ni-P镀层的15～20％，其摩擦系数为Ni-P镀层的0.10～0.09。具有很好的自润滑性能。然而，这种复合镀层中的碳/二硫化钼复合纳米管的制备工艺技术比较复杂，其制备成本很高，目前工业化生产尚未完全形成。那么，如何直接将已经工业化生产的纳米MoS₂固体颗粒，与具有耐磨耐腐蚀性能的电镀液复合，并应用复合电沉积技术，而获得耐腐、减摩和耐腐蚀的高性能复合镀层，并广泛应用于工业生产，便成为业内的期待。

发明内容

本发明旨在提供一种具有耐磨、减摩和耐腐蚀性能的，含有纳米MoS₂固体颗粒的复合镀层的制备方法，以解决恶劣工况下，设备零部件的耐磨、减腐和耐腐蚀的问题。

本发明实现其目的的技术构想是将具有高润滑性能的纳米MoS₂固体颗粒，按一定的重量百分含量加入到Ni-P镀液中，并经充分搅拌后形成复合镀液，采用复合电沉积技术，使这种复合镀液，沉积在金属表面而形成MoS₂-Ni-P耐磨、减磨和耐腐蚀高性能的复合镀层，从而实现本发明的目的。

基于上述技术构想，本发明实现其目的的技术方案是：

一种含有纳米MoS₂固体颗粒的复合镀层的制备方法，其创新点在于，所述复合镀层是在镍磷电镀液中添加平均粒径＜40nm的MoS₂固体颗粒所组成的复合镀液，用所述复合镀液通过电镀沉积在金属基体件表面所构成的。

由以上所给出的技术方案可以明了，本发明含纳米MoS₂的Ni-P复合镀层，依靠MoS₂本身或其转移膜的低剪切特性，而具有优良的抗磨和减摩作用，而Ni-P又具备优良的耐摩和耐腐蚀性能，从而使所述复合镀层，兼备了高耐磨、高减摩和高耐腐蚀性能，实现了本发明的目的。

在上述技术方案中，本发明主张，所述复合镀液的组分及各组分的单位体积的重量含量是：

平均粒径＜40nm的MoS₂固体颗粒： 15～25g/L

NiSO₄：                         200～300g/L

NiCl₄：                         25～35g/L

H₃BO₃：                         25～30g/L

H₂PO₃：                         15～25g/L