[发明专利]一种钢铁零部件表面镍含量渐变的锌镍合金镀层的直流电镀制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢铁零部件表面镍含量渐变的锌镍合金镀层的直流电镀制备方法，属钢铁零部件及金属材料表面处理技术领域。

背景技术

腐蚀与防腐关系到经济发展和人民生命安全，表面工程技术是解决机械零部件及材料腐蚀与防护最经济有效的手段和方法。随着现代工业和科学技术的飞速发展，对机械零部件和材料表面的性能要求越来越高，表面处理技术也随之有了迅速的发展。表面工程技术可以使用化学、物理或电化学方法来对零部件或材料表面进行处理，使其表面形成各种防护层，提高零部件或材料的使用寿命。合金复合表面沉积(电沉积或化学沉积)因其与单金属表面沉积相比具有较高的耐蚀性、硬度、致密性、耐磨性、耐高温性、易焊性及漂亮的外观，而得到了广泛的应用。

近年来，人们对研发纳米多层膜给予了极大关注。在不断完善电沉积纳米多层膜的基础上，开发出了Cu/Ni、Co/Cu、Co/Pt等性能较好的纳米多层膜产品及工艺，但多做为磁性能的研究，在镀层耐蚀性能方面的研究鲜见报道。

锌镍合金镀作为钢铁的防护性镀层，得到了广泛应用。为了满足对零部件或材料性能更高要求，国内外都加大了对Zn-Fe、Zn-Ni、Sn-Zn、Zn-Co、Zn-Mn、Zn-Cr、Zn-Ti、Zn-Co-Cr、Zn-Co-Fe、Zn-Ni-P、Zn-Fe-P等锌基合金镀的研究与应用，其中锌镍合金多层膜因具有很好的耐蚀性，因此被众多机构进行研究。

CN200910094370.5公开了一种在钢铁零部件表面镀覆锌镍合金纳米多层膜镀层的方法，属钢铁零部件及金属材料表面处理技术领域。电镀是以Ni及Zn的盐为主盐，控制Ni、Zn盐含量及pH值、电流密度，获得锌镍合金纳米多层膜镀层。具有不需要镀后处理工艺，节约成本，高效快捷，方便操作、工艺简单、安全，镀层硬度、耐蚀性、耐磨性、耐高温性高，致密性、装饰性、综合性能好等优点。

CN200910094366.9公开了一种表面镀覆有锌镍合金纳米多层膜，属零部件及金属材料表面处理技术领域。镀层由低镍层和高镍层交替叠加而成，其中低镍层含镍量为14％左右，高镍层的含镍量为78％左右，调制波长约为240nm的多层膜。具有较高的耐蚀性、硬度、致密性、耐磨性、耐高温性、易焊性及漂亮的外观等优点。

CN201010152002.4涉及在镁合金表面制备多层高耐蚀-耐磨复合防护层的方法，属于金属表面处理技术领域。首先对镁合金进行等离子阳极氧化形成在基体表面生长的多孔陶瓷层，然后对涂层进行有机涂层封孔处理，再通过化学镀形成镍磷镀层，最后电镀形成高耐蚀-耐磨的镀镍层。通过在镁合金表面制备的复合防护层包括陶瓷层、有机涂层和镀镍层实现镁合金基体的高强防护和高耐磨。其克服了镁合金单一的表面处理技术的缺陷，在镁合金表面形成的多层复合涂层具有结合力好、高硬、耐蚀、耐磨的特点，是镁合金应用的理想防护涂层，满足镁合金制件在苛该环境中的防护要求。

CN200910076252.1提供了一种电化学沉积组分调制锌镍合金与镍组合的多层膜的方法，包括配制碱洗液、酸洗液和电镀液；机械打磨，清洗镀件；碱洗；酸洗和电镀五个步骤，其中电镀液包括电镀Zn-Ni合金的碱性电镀液和电镀Ni的中性和碱性电镀液，所述Ni的电镀液主要由主盐和络合剂组成，所述主盐为NiSO4和NiCl2中的一种或两种；所述的络合剂为由柠檬酸铵、柠檬酸钠、柠檬酸、氨水、焦磷酸钠、焦磷酸钾、和三乙醇胺中的两种或两种以上的物质组成。经该方法电镀得到的Zn-Ni/Ni或Ni/Zn-Ni多层膜具有平整的镀层表面，较好的耐蚀性、较高的电流效率和镀层结合力。

但是上述方法所提供的锌镍镀层在结合力和耐蚀性等方面在某些实际应用的不能满足需求，需要性能更好地镀层。

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钢铁零部件表面镍含量渐变的锌镍合金镀层的直流电镀制备方法，所述方法为不需要钝化处理就可获得高耐蚀性、耐磨性镀层，工艺简单、安全的钢铁零部件锌镍合金纳米膜表面电镀方法，利用该方法既可获得较高硬度、耐蚀性、耐磨性、耐高温氧化性能，又可获得高致密性、装饰性(外观)、综合性能优良的锌镍合金纳米膜镀层。