[发明专利]一种基于高温镀液的涂布式化学镀方法

说明书

技术领域

本发明属于材料腐蚀与防护工程、材料表面加工工程以及再制造(修复)工程技术领域，尤其涉及一种基于高温镀液的涂布式化学镀新方法。

背景技术

化学镀亦称无电电镀(Electroless plating)或自催化镀(Autocatalytic Plating)，是利用自催化原理，使镀液中的金属离子在强还原剂的作用下被催化还原，在基体表面原位沉积致密金属/合金层的表面工程技术。

作为一种以“堆积成形、分层制造”为主要特征的高新技术，化学镀的主要优势在于：其一，可显著提高材料的耐蚀性、硬度和耐磨性、耐热性、可焊性、可镀性以及导电性和装饰性等诸多性能，且镀层/基体结合牢固。其二，可处理的基材对象广泛，包括金、银、铜、铁、锡、锌、镁、铝和钛等绝大多数金属材料，以及塑料、橡胶、玻璃、陶瓷、纤维和木材等非金属材料。其三，施镀条件温和，对温度要求低，属低温液相成形技术，避免了高温相变和脆裂以及界面残余热应力和热应变，对基材的组织和性能无负面影响(如热影响)。其四，不受工件形状和尺寸的限制，可大面积镀覆，均镀、深镀能力强，仿形效果极佳，因此特别适用于复杂零件、深/盲孔内壁及精度要求高的细小物件及大型设备的表面强化处理。其五，施镀过程无需外加电流，从根本上克服了与电流密度分布不均有关的多种弊端。其六，工艺简便，对特种设备无依赖性，成本低廉，易实现批量生产。此外，镀层尤其是非晶镀层具有表面能低、润湿性差等特点，因此能够显著改善材料的抗污阻垢性能；金属性镀层的传热系数与基体材料相近，不但不会降低传热效率，而且由于能够实现滴状冷凝(其传热系数比常规膜状冷凝高几倍甚至十几倍)，因此有望显著改善材料的传热性能。

由于技术优越，化学镀技术自诞生以来一直高速发展，并在航空航天、军事、核能、通讯、电子、汽车、电力、石油、化工、机械、五金、食品和医疗器械等行业的腐蚀防护工程、表面工程以及再制造工程领域一枝独秀。在发电机凝汽器黄铜管、炼油厂等石化企业换热器管束、气体包装容器、液压缸活塞杆、印刷机胶辊、大型反应釜、风机叶轮、高炉热风阀阀杆、工模具等的耐蚀、耐磨处理以及电路图案金属化、新型弹药包装材料及电磁屏蔽织物的制备等方面发挥了重要作用。除用于常规表面强化外，化学镀在高值仪器/设备腐蚀、磨损或超差表面的修复等高新技术领域也获得了成功应用，如坦克、汽车发动机报废气缸及轴、桥和花键等的绿色“再制造”，航空航天用超高速试验研究设备、飞机铝合金结构件和印刷滚筒和油管、液压阀阀芯、矿山设备等的修复。

迄今为止，现有化学镀技术仍以“浸入式”(浸镀)挂镀或滚镀为主，即将工件整体或部分浸泡于盛装镀液的容器中完成施镀过程。上述处理模式，对于体积小、几何形状复杂的工件的处理尤其是批量处理而言，不仅可行，而且高效。但是，当遇到1)大型工件(如大型换热器、反应釜、电缆机械集合机上的牵引轮等)的化学镀尤其是局部化学镀，2)难以拆卸或拆卸成本过高(如因锈蚀等原因导致拆卸难度大甚至根本无法拆卸，或拆卸过程严重影响使役性能甚至直接导致损毁)的在役高值仪器/设备重要结构件的化学镀，或3)现场修复尤其是在线修复(如锅炉炉管、压力管道、电网设备、飞机蒙皮、舰船壳体等)用化学镀时，浸入式处理模式会遭遇以下诸多困扰：1)因镀液用量过大而造成资源严重浪费，环保压力剧增；2)配套镀槽及相应专用设备制作/运行成本过高；3)降温效应过强，严重影响施镀效果；或4)根本无法正常施镀，等。

发明内容

为了解决现有技术存在的不足以及填补相关技术的空白，本发明提供了一种基于高温镀液的涂布式化学镀方法。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

一种基于高温镀液的涂布式化学镀方法，包括以下主要步骤：

a)表面整理：对能够以常规浸镀法对工件或制备该工件的材料实施化学镀的工件的欲处理表面进行打磨、抛光、脱脂或酸洗处理；

b)镀前活化：对经步骤a)处理过的工件表面进行活化处理；

c)涂布施镀：将高温化学镀镀液涂布于处于室温下的经步骤b)处理过的工件表面，通过镀层材料的原位合成和涂覆完成镀层的制备；所述高温化学镀镀液的温度T≥T_opt+10℃，其中T_opt为该镀液对相同的工件或制备该工件的材料以常规浸镀法实施化学镀时对应的最佳施镀温度。

其中步骤c)所述涂布方法为刷涂、辊涂、敷涂、裹涂、喷涂或浇涂。