[发明专利]一种发动机转子表面复合Al-Ni镀层的方法

说明书

技术领域

    本发明涉及一种金属表面镀层方法，特别是涉及一种发动机转子表面复合Al-Ni镀层的方法。 

背景技术

脉冲复合镀层具有很好的发展前景，其综合了脉冲电镀技术和复合镀层技术的优势。脉冲复合电镀是通过使用金属电沉积的方法，将固体颗粒均匀掺杂到电镀液中，使金属基体表面获得具有特殊性能的复合镀层，是一种具有潜力的表面保护、表面强化及表面处理等方面的技术。随着工业的快速发展，对电镀镀层质量提出了更高的要求。脉冲复合电镀在航空、电子、汽车等领域获得广泛的应用，对金属基体表面进行防护或装饰。不仅可以提高镀层的质量，节约能源，缩短电镀的周期，而且能节约贵金属，现成为材料科学领域中的热点课题之一。固体材料加入脉冲电镀技术中获得结构优异的镀层，与普通镀层相比，性能大大提高。 

金属材料在使用过程中，其表面极其容易被腐蚀和磨损。这两方面现已成为全球科学界的主要研究方向。由于全世界每年因磨损或腐蚀等报废的金属产品量约为其年产量的30%~35%，如美国因磨损造成的经济损失每年达20000多亿美元。脉冲复合电镀可以有效保护、强化金属表面。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种发动机转子表面复合Al-Ni镀层的方法，本发明发动机转子通过进行脉冲电沉积后，提高发动机转子的高温抗氧化性、硬度、耐蚀性、耐磨性等性能，并且镀层结合力高。镀层表面致密，孔隙率低，细致晶粒。Al-Ni复合镀层各方面性能明显优于纯镍镀层。脉冲复合电镀操作方便，节约能源，而且进一步提高镀层的质量。 

本发明的目的是通过以下技术方案实现的： 

一种发动机转子表面复合Al-Ni镀层的方法，所述方法包括如下步骤：

步骤一：对于脉冲电镀的阴阳极材料进行预处理，选用发动机转子作为的阴极材料，首先用不同型号的砂纸将发动机转子打磨，清洗，用体积分数为10%的硫酸溶液酸洗2min，去除其氧化膜，采用10%的稀硫酸进行化学弱浸蚀，时间约0.5min，取出后用蒸馏水冲洗，干燥。阳极材料为纯度为99.99%的纯镍，浸入10%硫酸溶液约60s，取出后水洗，丙酮洗，吹干；

步骤二：首先用NaOH溶液碱洗粒径为13±2μｍ铝粉去除其氧化膜，用蒸馏水清洗后干燥；用少量表面活性剂将其充分润湿，以确保与Ni结合良好；在超声波震荡下4~6h，确保可以在镀液中得到分散度高的Al颗粒；

步骤三：脉冲电镀镀液的组成具体为：硫酸镍300.0g/L，氯化镍50.0g/L，硼酸40.0g/L，配制十二烷基硫酸钠作为湿润剂0.1g/l；将上述的药品加热溶解，把呈绿色的镀液倒入电镀槽中用集热式恒温加热磁力搅拌器进行充分搅拌，使镀液中各种成分混合均匀；在电镀前，先将镀液加热到规定的温度，加热温度设定为40~50℃，搅拌速度为200~500r/min；

步骤四：使用2.5L烧杯作电镀槽，镀液pH为4.5~5.5。阴极联接已处理过的发动机转子，阳极联接镍片，均放入到镀液中，开始计时，将单脉冲电源打开，阴极电流密度为3A/dm²，频率为300~400Hz，占空比为50%；再将步骤二中已处理好的Al颗粒倒入镀液进行搅拌，Al固体颗粒在镀液中的质量浓度为7.0g/L~9.0g/L。计时4~6小时后将发动机转子从镀液中取出，得到Al-Ni复合镀层；镀层均匀致密，厚薄适中。

    所述的一种发动机转子表面复合Al-Ni镀层的方法，所述步骤一中用体积分数为10%的硫酸溶液作为发动机转子的酸洗液，然后用10%的稀硫酸进行化学弱浸蚀。 

    所述的一种发动机转子表面复合Al-Ni镀层的方法，所述步骤二中Al固体颗粒粒径为13±2μｍ，用NaOH溶液碱洗，然后在超声波震荡下4~6h。 

    所述的一种发动机转子表面复合Al-Ni镀层的方法，所述步骤三中脉冲电镀镀液的组成具体为：硫酸镍300.0g/L，氯化镍50.0g/L，硼酸40.0g/L，配制十二烷基硫酸钠作为湿润剂0.1g/l；步骤三中脉冲电镀镀液的温度为40~50℃，磁力搅拌器的搅拌速度为200~500r/min。 

    所述的一种发动机转子表面复合Al-Ni镀层的方法，所述步骤四中阴极联接已处理过的发动机转子，阳极联接镍片；步骤四中镀液pH为4.5~5.5，阴极电流密度为3A/dm²，频率为300~400Hz，占空比为50%，施镀时间为4~6小时。Al固体颗粒在镀液中的质量浓度为7.0g/L~9.0g/L。 

本发明的优点与效果是：