[发明专利]Ni-P-纳米金刚石粉复合耐磨镀层镀液及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合镀液，特别是涉及一种Ni-P-纳米金刚石粉复合耐磨镀层镀液。

背景技术

现代工业上应用的材料经常是根据对强度的要求来选用的，但其表面性能，例如：耐磨损性、抗腐蚀性、耐擦伤性、导电性不一定能满足要求。因此，需要选择不同的镀层以满足表面性能的要求。通过金属电沉积或共沉积的方法，将一种或数种不溶性的固体颗粒、纤维均匀夹杂到金属镀层中所形成的特殊镀层就是复合镀层，作为分散颗粒，超硬材料与金属形成的复合镀层称为超硬材料复合镀层。在化学镀液中添加金刚石颗粒能有效提高镀层的硬度和耐磨性，可在机械、电子等工业方面得到一定程度的应用。纳米金刚石粒子既具备金刚石的超硬、耐磨等性能，还具有纳米材料的量子及自润滑效应，通过工艺控制使其与基质金属共沉积，获得的纳米金刚石复合化学镀层兼具高硬度和耐磨性以及低摩擦系数的优点。

气流纺分梳辊用于分梳棉条形成单根自由棉纤维，转速在8000r/min左右，包覆的齿条状金属针布容易磨损，是气流纺最大的消耗材料。特别是近年来化纤材料的广泛应用，针布更易磨损，一般使用寿命不超过1000小时。金属针布因此要求较高的表面硬度和润滑性，以增强耐磨性，延长使用寿命，提高棉纤维的分梳和转移效果。目前国内普遍采用电镀硬铬和化学镀镍磷工艺，但效果不理想，仅能增加20%-30%的使用寿命，而且由于金属针布较长，造成硬铬镀层厚度不均匀，效果极不稳定；又由于金属针布本身退火温度偏低，不能高温驱氢，化学镀镍磷镀层的硬度也不能理想。

发明内容

发明目的：本发明的目的是为了提高镀层的硬度与耐磨性能，尤其是解决气流纺分梳辊金属针布易磨损，使用寿命低的问题。

技术方案：本发明所述的Ni-P-纳米金刚石粉复合耐磨镀层镀液，配制方法为：以配制1L为例，先在洁净的镀槽中加去离子水600-700mL，依次加入硫酸镍5-6g，柠檬酸钠2-2.5g，次亚磷酸钠5-6g，醋酸钠3-3.5g，乳酸5-6ml，光亮剂0.2-0.3ml，络合剂0.5-0.7ml，加速剂2-3g,表面活性剂10ml，搅拌均匀后，用氨水调节镀液的PH值至4.8，再加水至1L，搅拌均匀，然后加入十二烷基硫酸钠10g，纳米金刚石35-45g，为了保证均匀分散，需要对整个化学镀过程进行超声波分散，同时进行磁力或机械搅拌，使金刚石粉均匀悬浮在镀液中。

所述纳米金刚石粉的粒径为W14～W0.2。

Ni-P-纳米金刚石粉复合耐磨镀层的气流纺分梳辊金属针布，其制备工艺为碱性除油→逆流水洗→超声波除油→逆流水洗→活化→逆流水洗→空镀镍→镀耐磨层→镀外层→镀后处理。工艺条件为：

为避免镀层后基部硬度大幅提高造成包覆困难以及镀层撕裂，本发明采用整体施镀工艺，采用中性去油剂电解除油去污，多点机械搅拌，电子温度控制等措施，避免不同材质的冲突，消除金刚石微粉的团聚现象，保证镀层的微粒结合力、饱和度和均匀度。

生产过程中随工件带出的纳米金刚石在回收槽中可使其沉淀，进行回收利用，金刚石回收处理过程：先用1200目滤网在清水中过滤金刚石，过滤后将金刚石用体积分数为30%的硝酸水溶液浸泡24小时以上，中间不时搅拌。倒去硝酸，用水洗涤至洗水呈中性（用广泛PH试纸测），保存水中待用。用时加入镀液，搅拌均匀。

本发明所述的纳米金刚石粉复合耐磨镀层镀液的制备工艺还可以应用在轴承，钻头、纺织机织针，缝纫针等需耐磨损的产品中。

有益效果：

由于采用以上技术方案，本发明与现有技术相比具有以下优点：以气流纺分梳辊金属针布为例，具有纳米金刚石粉复合耐磨镀层的金属针布显微硬度高，可达HV 1200～1600；与电镀硬铬和化学镀镍磷相比，其耐磨性提高3～8倍,使用寿命提高3～6倍；镀层与基体的结合力提高30～40%；覆盖能力强，镀层均匀、平滑、细致。上机实验表明，经过这种工艺处理的针布应用于化纤材料时，使用寿命可达到7000小时以上，纯棉材料则可达到30000小时，可以大幅提高生产效率和材料性价比。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面以纳米金刚石粉复合耐磨镀层的气流纺分梳辊金属针布为例，对本发明作进一步详述，这些实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。

实施例1

工艺过程：

装卡→碱性除油→逆流水洗→超声波除油→逆流水洗→活化→逆流水洗→空镀镍→镀耐磨层→镀外层→逆流水洗→封闭钝化→逆流水洗→热水浴→压缩空气吹干→热处理→成品检验→成品包装

工序说明：