[发明专利]一种直流叠加脉冲电镀Ni-W-纳米CeF3复合镀层的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种直流叠加脉冲电镀Ni-W-纳米CeF₃复合镀层的方法，属金属材料表面处理技术领域。

背景技术

随着人民生活水平的不断提高，耐热玻璃餐具、微波炉玻璃盘、建筑玻璃砖、玻璃工艺品等高档玻璃制品大量进入人们的生活中。而中国汽车工业的飞速发展，又促使车灯玻璃的需求量急剧上升，给中国传统的玻璃工业提供了良好的发展机遇。

玻璃模具是玻璃制品的重要成型工具，模具表面材质的质量好坏不仅影响玻璃制品的外观美感，也影响玻璃制品的生产成本，模具使用寿命的长短也影响着生产的连续性和生产效率。随着对玻璃制品质量、外观的要求愈来愈高，加上玻璃制品成型机机速不断提高，对模具材质提出了更高的要求。表面光洁、高质量玻璃制品的生产与灼热的玻璃液和模具的接触性能密切相关，模具材料的选择在玻璃工业生产中具有很大的重要性。

玻璃成形过程中会发生的许多复杂的物理化学和机械过程，对模具材料所提出的要求极其广泛。玻璃模具在工作中要承受高温、高压、摩擦磨损、热腐蚀、疲劳冲击等，工况条件十分恶劣。面对如此恶劣的工况条件，一般都要在模具表面镀上一层特殊的涂层，以抵抗高温氧化和熔融态玻璃的腐蚀，同时要求涂层与模具基体有很好的结合力以抵抗高压和疲劳冲击。为得到高质量的玻璃制品，还得要求脱模时玻璃制品和模具基体之间的摩擦系数尽量小。这就得要求模具涂层要具有以下一些最主要性质：耐碎裂，耐热冲击，导热性好，线膨胀系数小，抗生长，耐热，耐磨，组织致密均匀，粘附温度高，耐腐蚀等等。但是，实际上迄今还没有哪一种金属全部具备这些良好性能，所以一般需要通过特殊手段制备一种合金复合涂层来尽量满足这些苛刻的要求，其中根据玻璃模具的服役条件和失效分析以及实际生产要求，对模具涂层材料说，最重要要满足的是抗氧化腐蚀、高温与玻璃的摩擦系数小、寿命长等性能。

目前，玻璃模具产业一般采用电镀制备涂层，并凭经验总结出模具表面金属涂层脱模性好的顺序为C，W，Ni，……V，Cr。实际生产中辅以脱模剂，以提高模具涂层的寿命，降低次品率。但这样就存在以下的问题：1.脱模剂的主要成分是碳，随着模具工作时间的增加，会在模具侧面形成积碳，积碳脱落至玻璃上就会造成次品；2.由于涂布脱模剂一般是人工操作，操作工人面对500～800℃的工作环境，具有危险性和随机性等特点。

CN101462819A公开了一种用于玻璃模具表面的Ni-W-纳米CeF3复合镀层，其为Ni-W基体中夹杂有纳米CeF3微粒。同时还提供用于玻璃模具表面电镀Ni-W-纳米CeF3复合镀层的方法及其所用电解液。本发明的电镀液以Na的钨酸盐及Ni的氨基磺酸盐为主盐，加入纳米CeF3粉末形成镀液，控制钨酸盐、Ni盐、纳米CeF3含量及共沉积促进剂的种类和含量、pH值、电流密度、镀液搅拌，得到Ni-W-纳米CeF3复合镀层。其具有工艺简单、污染小、安全、综合成本低，镀层硬度、耐蚀性、耐磨性、耐高温性高，自润滑性能好，与熔融态玻璃对磨，具有较低的摩擦系数，使模具具有良好的脱模性能。

但是在实际使用中其硬度、耐蚀性、耐高温氧化性能还是不能满足需求。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种直流叠加脉冲电镀Ni-W-纳米CeF₃复合镀层的方法。所述方法能够提供比直流电镀更高的硬度。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种直流叠加脉冲电镀Ni-W-纳米CeF₃复合镀层的方法，包括：

直流叠加脉冲电镀参数为：直流：电流密度0.5-1.5A/dm2；脉冲：频率800-1200Hz，占空比0.1-0.3，平均电流密度0.5-1.5A/dm2。

本发明的直流叠加脉冲电镀Ni-W-纳米CeF₃复合镀层的方法，具体包括如下步骤：

先对纳米CeF₃颗粒进行分散处理，并配成在55～80℃稳定的悬浊电镀液，然后对玻璃模具表面进行预处理，再将玻璃模具浸入悬浊电镀液中，在搅拌下进行直流叠加脉冲电镀，所述悬浊电镀液包含作为主盐的钨酸盐和Ni的氨基磺酸盐、作为络合剂的柠檬酸铵、以及纳米CeF₃微粒。