[发明专利]一种结构钢表面电镀镍钴铈合金工艺

说明书

技术领域

本发明涉及电镀技术领域，尤其涉及一种结构钢表面电镀镍钴铈合金工艺。

背景技术

随着现代汽车工业、机械工业及航空、航天工业的飞速发展，在干摩擦及液压和润滑油介质作用下使用的高承载汽缸活塞、滑动部件越来越多。在滑动部件表面电镀高硬度、耐高温、耐腐蚀以及抗疲劳磨损的镀层材料是解决摩擦过程中由于温度升高，零件表面发生烧结拉伤，以至于失效的有效途径，可以大大提高设备使用寿命，增加经济成本。

硬铬镀层具有良好的硬度、耐磨性和耐腐蚀性，在工件表面镀硬铬是解决这一问题的重要途径。但从环境角度考虑，电镀硬铬严重污染环境、危害人类的身体健康，世界各国环保部门对此工艺进行限制和禁止。在替代功能性硬铬镀层方面，钴和镍及他们的合金镀层由于具有其优异的性能而备受关注。但是，镍基合金镀层在耐磨性能和硬度还达不到硬铬镀层的要求。镍基合金为面心立方晶格，在与对偶金属对摩过程中，往往会与对偶金属发生严重粘着，从而加剧磨损，耐磨性较差。同时，镍基合金镀层的硬度也不高，对镍-钨合金来说，当合金镀层中钨含量超过30％时，其显微硬度值为400-600Hv，须经过高温热处理(300-500℃)才能使其硬度达到1000Hv左右，而经过热处理后，镍-钨镀层脆性显著增加，镀层与基体材料结合力很差，容易剥落，难有实际的应用价值。

因此，现有技术中还没有特别适合的镀铬层的替代品，由于人们日益重视环境保护，生产过程将带来大量污染的镀铬工艺和产品亟需一种新的工艺和产品替代。

发明内容

本发明的目的在于提出一种结构钢表面电镀镍钴铈合金工艺，该工艺在结构钢表面电镀一层由镍、钴为主要元素的合金层，并含有少量稀土铈元素，改善镀层的微观组织结构，使得该合金层硬度高，耐磨性好，且与基体结合力高。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种结构钢表面电镀镍钴铈合金工艺，该工艺采用的镀液的组成为：碱式碳酸镍44-48g/L，硫酸钴18-22g/L，硫酸铈1.5-2.5g/L，硼酸22-26g/L，硫酸钠30-36g/L，硫酸铵20-24g/L，酒石酸30-34g/L，焦磷酸钾11-15g/L，抗坏血酸10-14g/L，甲醛1-3ml/L，二甲基己炔醇2-4ml/L，硫脲4-6mg/L，余量为水，所述工艺为：将结构钢清洗除油活化，然后放入上述组成的镀液中做阴极，以不锈钢为阳极，用氨水调节pH值为8.5-9.5，加热至50-60℃，控制电流密度为12-16A/dm²，电镀20-30分钟即可。

本发明具有如下有益效果：

本发明采用镍、钴两种元素为镀层主要合金元素，添加少量的铈作为镀层添加剂，克服了单一元素或其中两种元素的缺陷，制备的镀层表面无微裂纹，具有很好的耐腐蚀和耐摩擦性，并且镀层与基体结合良好；各种化学试剂对环境危害小，工艺稳定，镀液组分简单且便于操作。可以替代现有技术中的硬铬镀层。

具体实施方式

实施例一

一种结构钢表面电镀镍钴铈合金工艺，该工艺采用的镀液的组成为：碱式碳酸镍44g/L，硫酸钴22g/L，硫酸铈1.5g/L，硼酸26g/L，硫酸钠30g/L，硫酸铵24g/L，酒石酸30g/L，焦磷酸钾15g/L，抗坏血酸10g/L，甲醛3ml/L，二甲基己炔醇2ml/L，硫脲6mg/L，余量为水，所述工艺为：将结构钢清洗除油活化，然后放入上述组成的镀液中做阴极，以不锈钢为阳极，用氨水调节pH值为8.5-9.5，加热至50-60℃，控制电流密度为12-16A/dm2，电镀20分钟即可。实施例二

一种结构钢表面电镀镍钴铈合金工艺，该工艺采用的镀液的组成为：碱式碳酸镍48g/L，硫酸钴18g/L，硫酸铈2.5g/L，硼酸22g/L，硫酸钠36g/L，硫酸铵20g/L，酒石酸34g/L，焦磷酸钾11g/L，抗坏血酸14g/L，甲醛1ml/L，二甲基己炔醇4ml/L，硫脲4mg/L，余量为水，所述工艺为：将结构钢清洗除油活化，然后放入上述组成的镀液中做阴极，以不锈钢为阳极，用氨水调节pH值为8.5-9.5，加热至50-60℃，控制电流密度为12-16A/dm²，电镀30分钟即可。实施例三

一种结构钢表面电镀镍钴铈合金工艺，该工艺采用的镀液的组成为：碱式碳酸镍46g/L，硫酸钴20g/L，硫酸铈2.0g/L，硼酸24g/L，硫酸钠33g/L，硫酸铵22g/L，酒石酸32g/L，焦磷酸钾13g/L，抗坏血酸12g/L，甲醛2ml/L，二甲基己炔醇3ml/L，硫脲5mg/L，余量为水，所述工艺为：将结构钢清洗除油活化，然后放入上述组成的镀液中做阴极，以不锈钢为阳极，用氨水调节pH值为8.5-9.5，加热至50-60℃，控制电流密度为12-16A/dm²，电镀25分钟即可。