[发明专利]提高镍铝青铜耐腐蚀性的表面合金化调控方法

说明书

技术领域

本发明涉及表面处理技术，具体涉及一种提高镍铝青铜合金耐腐蚀性的表面合金化 方法。通过热处理扩散方式在镍铝青铜合金表面形成外层高耐蚀性和内层高强度的双合 金化层，属于材料表面改性技术领域。

背景技术

镍铝青铜合金以其高热传导性、高耐腐蚀性能和高机械性能被广泛应用于海洋工 程、沿海电厂以及海水淡化厂中，如船用螺旋桨钻井平台、阀门等，尤其是在冷凝管和 热交换器管材中，最常用的是70Cu-30Ni和90Cu-10Ni合金。

然而镍铝青铜本身存在的晶粒粗大、成分偏析等缺陷，使其在高副交变载荷的海洋 工况中易发生点蚀，点蚀坑的形成加速表层腐蚀，导致晶界腐蚀，大大降低了工件的使 用寿命。目前，为了提高镍铝青铜的耐腐蚀性能，常用的方法包括搅拌摩擦焊、热喷涂、 激光熔覆、电镀等表面改性处理方法，可以有一定的效果，但是上述方法得到的改性层 存在着残余应力过大、表面孔隙率等缺陷，尤其对镍铝青铜在海水中的点蚀行为并没有 很好的改善。

为解决上述问题，目前，电镀涂层因其较好的耐腐蚀性能而被业内广泛应用，具有 操作工艺简单、成本低、效率高等优点。然而，现有技术中，共沉积Ni-Cu合金涂层虽 能有效提高基体表面的耐腐蚀性能，但在控制Cu-Ni含量比时具有一定的局限性，而 Cu-Ni含量比对表层的耐腐蚀性能有着较大的影响；共沉积Ni-Cu合金涂层与镍铝青铜 基体之间的结合为机械结合，在高剪切应力下易脱落，从而腐蚀基体。

发明内容

本发明的目的是提供一种提高镍铝青铜耐腐蚀性的表面合金化调控方法，在基 体表面电镀Ni涂层，经热处理扩散后得到耐腐蚀性能好、高强度、与基体超强结合 的改性层。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种提高镍铝青铜耐腐蚀性的表面合金化调控方法，其包括如下 步骤：

在镍铝青铜的表面电镀一层镍涂层；

在200～675℃下进行热处理，得到表面合金化的镍铝青铜。在200～675℃的温 度范围内，可不改变基体结构的同时能有效改善基体的性能。

作为优选方案，前述方法还包括在对所述镍铝青铜进行电镀前，先进行打磨并 清洗除油的步骤。

作为优选方案，所述镍涂层的厚度为20～40um。

作为优选方案，所述电镀的步骤具体包括如下操作：

将镍铝青铜放置于电镀液中，调节所述电镀液的pH值为3.8～4.2，在49～51℃ 下进行脉冲电镀。

作为优选方案，控制正向电流密度为30A/dm²，反向电流密度为0，脉冲频率 为500Hz，占空比为20％，脉冲电镀的时间为10～20min。

作为优选方案，所述电镀液中包括如下盐：Ni(SO₃NH₂)₂、NiCl₂、H₃BO₃和 C₁₂H₂₅SO₄Na，其中无晶粒细化剂，可防止热处理过程中表面出现硫化脆化。

作为优选方案，所述Ni(SO₃NH₂)₂的浓度为245.3～327.1g/L、所述NiCl₂的浓度 为8.18～32.7g/L、H₃BO₃的浓度为30～50g/L、所述C₁₂H₂₅SO₄Na的浓度为0.1～0.15g/L。 若镍离子含量过高，其镍离子分散能力和覆盖能力较差；若过低，镍离子含量不足， 电镀速度和效率较低。

作为优选方案，所述热处理的步骤具体包括如下操作：

将电镀后的镍铝青铜置于惰性气氛中，采用阶段式升温，依次升温至室温～200℃、 200～400℃、400～600℃、600～675℃，且在200℃、400℃、600℃各保温10min。可减少 加温过程中产生的表面热应力使表层脱落。

作为优选方案，所述阶段式升温的升温速率为5～15℃/min。

作为优选方案，所述惰性气氛为氩气氛。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：