[发明专利]普通冷轧钢板表面脉冲电镀Ni-Si复合镀层及其热原子渗的处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种普通冷轧板表面脉冲电镀Ni-Si复合镀层及其热原子渗的处理方法。属于金属表面合金化处理技术领域。

在化学工业中,由于生产上的要求，化工设备不可避免地会有腐蚀问题产生。由此带来的除了诸如更换装置、设备停车、产品流失等经济损失,更为严重的则是由于设备破损、爆炸而危害人身安全，以及原料、产品的泄漏所造成的环境污染和资源浪费。目前，常见的设备防腐技术有合理选材,表面保护(包括金属镀层和非金层涂层)，环境介质处理，电化学保护和防腐蚀设计等。

电镀工作开展得比较早，有上百年的历史了,近几年得到了长足的发展，尤其在装饰性电镀方面取得了可喜的成绩，如仿金电镀。随着国防工业、汽车工业及输电工业的发展，人们对电镀件的耐蚀性要求越来越高，单纯的镀锌已不能满足高耐蚀性的需要，因此，复合电镀逐渐跃入了人们的视野，复合电镀是通过电沉积法将一种或数种不溶性的固体颗粒，均匀地夹杂到金属镀层中形成特殊性能镀层的方法。经研究发现锌镍合金镀层具有耐蚀性好，外观光亮不易褪色的特性。含镍量8 %～13 %的锌镍合金镀层具有比镀锌层高7～10倍的耐蚀性，经彩色钝化后的锌镍合金镀层外观可以保持10年不变。锌镍合金镀层没有氢脆，尤其适合弹簧件、标准件的防护性电镀。锌镍合金镀层在经过热处理、变形加工及其他处理后仍能提供良好的防护性。

电镀Ni–SiC复合镀层是一种高硬度、耐磨性能好、抗氧化、耐腐蚀的复合镀层，被广泛应用于模具、量具、发动机气缸等零件。本文通过控制纳米Si粉体微粒悬浮量、阴极电流密度、温度、pH、搅拌速率等工艺参数，采用正交试验法探讨了不同工艺参数对复合镀层性能的影响，得出了最佳工艺方案。通过这些方法，化工设备中的腐蚀问题得到了一定的解决。但还原性介质的腐蚀问题(尤其是氯离子)却一直困扰着化工设备和冶金行业的科研、生产人员。因为哈氏合金、双相不锈钢对氯离子虽有较好的抗蚀性，但价格极为昂贵，难以大规模推广，一般不锈钢在解决这个问题时则常常作用不大。

早在1950年，Brenner A就运用电沉积法得到了非晶态镍磷合金。由于它不仅具有优异的耐蚀性能,而且经热处理后，其硬度和耐磨性可与电镀硬铬相媲美，因而受到广泛关注。四十多年来，国内外科研人员在镀液成份及镀覆条件、电沉积机理和非晶态形成条件、镀层的物相结构及测定方法、镀层性能和耐蚀机理等方面做了大量的工作。

 

发明内容

本发明的目的是提供一种在普通冷轧钢板表面脉冲电镀Ni-Si复合镀层及其热原子渗的处理方法。

本发明是一种普通冷轧钢板表面脉冲电镀Ni-Si复合镀层及其热原子渗的处理方法，其特征在于具有以下的过程和步骤：

a 冷轧钢板的预处理：将欲处理的普通冷轧钢板经碱洗、酸洗、水洗，干燥后备用；

b 配制镀液：镀液的原料组成及其体积质量含量如下：

NiCl₂·6H₂O            25～50g/L

NiSO₄·6H₂O         100～150g/L

H₃BO₃               30～40g/L

C₆H₈O₇·6H₂O        10～12g/L

NH₄HF₂              10～15g/L

聚乙二醇             2～10g/L

纳米Si粉            10～50g/L

c 电镀：将上述经预处理的普通冷轧钢板放入上述镀液中进行电镀，将电镀液的pH值调节到2.5-5.8；镀液的温度为30-60 ^OC ；采用的阳极为镍电极；电镀时间为20～30分钟。

电流参数为：平均电流密度0.8～-1.5A/dm²,峰值电流密度5～7A/ dm²,脉冲时间的通断比200μs: 200μs～200μs: 600μs；

d 对复合镀层进行热原子渗处理：该热处理的工艺参数如下：

热原子渗温度：     500-800^OC

H₂通气量为：       1L/min---3L/min

升温梯度：          5--10 ^OC/min