[发明专利]基于铬的涂层，用于制备基于铬的涂层的方法以及涂覆的物体

说明书

本发明涉及一种包含铬(Cr)、碳(C)和铁(Fe)的基于铬的涂层，铬从三价铬浴中电镀。该涂层的特征在于还包含从含有至少20mg l^‑1的Ni阳离子的Cr浴电镀的镍(Ni)，特征在于C至少部分地为至少一种碳化铬化合物的形式，特征在于该涂层已经在400‑1,200℃的温度下，或者在400‑650℃的温度下，或者在650‑820℃的温度下，或者在820‑1,200℃的温度下进行热处理，并且特征在于涂层的硬度根据标准SFS‑EN ISO 4516测量的在维氏显微硬度标度上为至少1,500HV。本发明还涉及一种用于生产涂层的方法和一种涂覆的物体。

发明领域

本发明涉及基于铬的涂层和用于制备基于铬的涂层的方法。本发明还涉及用基于铬的涂层涂覆的物体。

发明背景

铬涂层由于其高硬度值、吸引人的外观以及优异的耐磨性和耐腐蚀性而被广泛地用作不同制品的表面涂层。传统上，从包含六价铬离子的电解浴液通过电镀来完成铬沉积。该工艺本质上具有高毒性。已经做出了许多努力来开发可替代涂层以及涂布工艺以替代电镀中的六价铬。在这些可备选工艺中，三价铬电镀由于其低成本，便于通过使用环境友好且无毒的化学品进行制造以及产生光亮铬沉积物的能力而具有吸引力。然而，仍难以实现一种通过三价铬水溶液提供硬的且耐腐蚀的铬沉积物的工业规模的工艺。

现有技术的许多镀铬工艺不能够生产具有如根据标准SFS-EN ISO 4516测量为1500HV或更多的维氏显微硬度值(Vickers microhardness value)的涂层。已知的基于铬的涂层的其他缺陷是其磨损性和耐腐蚀性不足。这样的铬涂层在性质上是很脆的。在铬涂层中的裂纹和微裂纹的数目随着涂层厚度而增加，从而损害了涂层的耐腐蚀性。

也已提出镍通过化学镀或电镀的沉积作为硬铬(hard chrome)的替代方案。镀镍的缺点包括硬度、摩擦系数和耐磨性的不足。镀镍和铬是不可相互替换的涂层。这两个涂层具有独特的沉积物性质，因此其各自具有不同应用。

在专利文件WO 2015/107256 A1、WO 2015/107255 A1、WO 2014/111624 A1和WO2014/111616 A1中已经提出了对该问题的部分解决方案，其中描述了含铬涂层。

此外，在Huang等人的文件2009(在基于三价铬的电镀浴中电镀的镀态和退火的Cr-Ni合金沉积物的硬度变化和腐蚀行为，SurfaceCoatings Technology 203:3686)中公开了一种用于生产基于Cr-Ni合金的涂层的方法。如果在超过350℃的温度下进行热处理，则涂层遭受差的耐腐蚀性能。因此，建议连续两步电沉积法。

在Huang等人2014(在含有三价铬和二价镍离子的电镀浴中脉冲电镀的Cr-Ni多层的显微结构分析，SurfaceCoatings Technology 255:153)中，另一方面，通过在含有Cr³⁺和Ni²⁺离子的镀液中的脉冲电流电镀成功制备了由交替的纳米尺寸的非晶Cr富集和晶体Ni富集的子层组成的Cr-Ni多层。在Huang等人2009年和Huang等人2014年中，电镀浴中的镍浓度分别为0.2M和0.4M。

发明目的

本发明的目的是提供新型的基于铬的涂层和用于制备基于铬的涂层的方法。

发明概述

根据本发明的基于铬的涂层的特征在于以下内容：一种基于铬的涂层，其包含铬(Cr)、碳(C)和铁(Fe)，铬从三价铬浴进行电镀，其特征在于所述涂层还包含从含有至少20mg·l^-1的镍阳离子的铬浴电镀的镍(Ni)，特征在于碳至少部分地为至少一种碳化铬化合物的形式，特征在于所述涂层已经在400-1200℃的温度下，或者在400-650℃的温度下，或者在650-820℃的温度下，或者在820-1200℃的温度下进行热处理，并且特征在于所述涂层的硬度根据标准SFS-EN ISO 4516测量的在维氏显微硬度标度上为至少1500HV。