[发明专利]表面具有Ni-Co-P纳米Si3N4复合涂层的矿用液压支柱及化学镀方法

说明书

技术领域

本发明属于矿用液压支柱领域，具体的说，涉及一种表面具有Ni-Co-P纳米Si₃N₄复合涂层的顶盖加长型矿用液压支柱及其化学镀的方法。

背景技术

矿用液压支柱，是采矿中经常用到的支撑机构，其具体由顶盖、三用阀、活柱筒、油缸、复位弹簧、底座等组成，所述油缸上、下端分别装有手把体和底座，该油缸内套装有活柱筒，该活柱筒内设置有复位弹簧，所述活柱筒上端连接所述顶盖，该活柱筒下端连接活塞，该顶盖中部设置有三用阀，该三用阀通过中心管与活柱筒内腔连通。工作中靠液压使得活柱筒伸出油缸或缩回油缸来进行支撑或收折移动，活柱筒与油缸之间密封性非常重要，如果密封性不好就会泄漏，液压就不能推动活柱筒运动。整个矿用液压支柱就失去作用，不能再使用。所以活柱筒与油缸之间有无密封性决定了整个矿用液压支柱的使用寿命。煤矿中含有大量的硫腐蚀性极强，所述的矿用液压支柱活柱筒与油缸及活塞都要进行防腐的表面处理。

目前，对支柱活柱筒与油缸及活塞都是先电镀12~15μm的铜，再镀25~30μm的镍，然后镀3~5μm的铬，三层电镀，盐雾实验达到7~8级，在西南地区含硫普遍比较高的矿区，一般只能使用3~6个月使用寿命非常短。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明的目的之一在于提供一种镀层薄，抗腐蚀性好表面具有Ni-Co-P纳米Si₃N₄复合涂层的矿用液压支柱；

本发明的目的之二在于对矿用液压支柱中活柱筒、活塞和油缸进行化学镀表面处理得到Ni-Co-P纳米Si₃N₄复合涂层的方法。

  [0004]本发明目的是这样实现的：

一种表面具有Ni-Co-P纳米Si₃N₄复合涂层的矿用液压支柱，该矿用液压支柱包括顶盖、三用阀、活柱筒、油缸、复位弹簧、底座，所述油缸上、下端分别装有手把体和底座，该油缸内套装有活柱筒，该活柱筒内设置有复位弹簧，所述活柱筒上端连接所述顶盖，该活柱筒下端连接活塞，该顶盖中部设置有三用阀，该三用阀通过中心管与活柱筒内腔连通，其关键在于：所述活柱筒、活塞和油缸经过化学镀镀有Ni-Co-P纳米Si₃N₄复合涂层，所述涂层为Ni-Co-P镀层及该镀层表面所分布视场面积10～20%的纳米Si₃N₄组成，其中Ni-Co-P镀层成份为：P 2.5～4.1wt%  Co 20～50 wt%  余量为Ni。

上述所述纳米Si₃N₄直径为40～80nm。

上述活柱筒、活塞的镀层厚度为0.03mm；所述油缸的镀层厚度为0.02mm。

对活柱筒、活塞和油缸的镀层进行检测：

镀层硬度：HV550~720（25g×25sec）

附着力，大于20N，锤击不会脱层起皮。

镀层摩擦系数：f≦0.01

观察镀层外观：无划痕、不均或脱落等缺陷。

镀层在直径上、厚度上用千分尺测量厚度均匀性小于2μm、

外观色彩接近不锈钢色彩，偏黄。

镀后金属件用4%NaCl溶液浸泡300天无锈蚀点。

用浓度10%浓亚硫酸浸泡100h，无锈蚀点。

用浓度20%盐酸浸泡8小时，无锈蚀点。

活柱筒、活塞和油缸镀有Ni-Co-P纳米Si₃N₄复合涂层与镀有传统镀层的铜、镍和铬三层相比，镀层更薄，耐腐蚀性更强，可以延长使用寿命至1年半以上，比传统镀层延长3倍以上。

一种表面具有Ni-Co-P纳米Si₃N₄复合涂层的矿用液压支柱的化学镀方法，按如下步骤进行：

（1）将活柱筒、活塞和油缸毛坯进行去氧化层处理；

（2）再对活柱筒、活塞和油缸进行机加工镀前处理；

（3）然后进行化学镀，

先配置镀液，每升溶液中硫酸镍15～20g/L、硫酸钴5～15g/L、次亚磷酸钠25～30g/L、纳米Si₃N₄乳化液2～10ml/L、乳酸5～15ml/L、醋酸钠10～15g/L、柠檬酸钠5～10g/L、苹果酸钠5～10g/L、丁二酸5～10ml/L；用去离子水将以上物质分别进行溶解，然后补加去离子水到1L溶液；