[发明专利]铜合金表面Ni-P-纳米TiO

说明书

一种用于铜合金表面的Ni‑P‑纳米TiO₂复合镀液配方及施镀工艺，包括硫酸镍26‑34g/L，次亚磷酸钠22‑38 g/L，无水乙酸钠8‑16g/L，柠檬酸10‑20g/L，乳酸20‑30mL/L，经过球磨分散处理的纳米TiO₂4‑8g/L以及表面活性剂十二烷基硫酸钠40‑60mg/L。复合镀层的施镀工艺包括：对铜合金打磨和抛光后，进行超声波碱洗、酸洗和弱酸活化，然后将其置于复合镀溶液中，控制H值和温度进行施镀，使纳米TiO₂与Ni‑P共沉积到铜合金基体表面形成非晶复合镀层。本发明镀层具有表面平滑，TiO₂分布均匀，硬度高，磨损性能好，与基体结合强度高的优点。

技术领域

本发明涉及铜合金表面Ni-P-纳米TiO₂复合镀层的制备工艺，具体地说是一种用于铜合金（镍铝青铜、高猛铝青铜等）表面的Ni-P-纳米TiO₂镀液配方和施镀方法，属于铜合金表面强化工艺领域。

背景技术

舰船的主要推进方式是靠涡轮机或柴油机驱动螺旋桨，因而螺旋桨作为舰船的主要推进设备，历来备受人们的关注。铜合金凭借优异的机械性能和耐腐蚀性能等优点，在螺旋桨材料中居主要地位，因而在海洋舰船上得到了普遍应用，而且从材料分类上，各国也日趋统一。除此之外，铜合金还具有较好的焊接性能和铸造性能，且价格相对低廉，铸造铜合金的价格远远低于铸造超级双相不锈钢或超级奥氏体不锈钢。当前用于舰船螺旋桨的铜合金主要有镍铝青铜与高锰铝青铜等。然而随着船舶高速化、大型化的发展, 对螺旋桨材料的性能提出了更高的要求，传统的铜合金材料越来越不能满足需要。

通过表面处理技术提高铜合金表面的硬度、耐磨性、耐腐蚀性能等，成为改善螺旋桨使用性能、降低后期投入成本、延长其使用寿命的有效方法之一。Ni-P纳米TiO₂

复合镀方法，是在Ni-P复合镀镀液中加入经过球磨分散处理的纳米TiO₂悬浮液，采用化学共沉积的方法使纳米TiO₂和Ni-P共沉积到铜合金表面，形成非晶复合镀层。研究表明，该复合镀层具有较高的界面结合强度，且能有效提高铜合金表面的硬度，改善其耐腐蚀性能、磨损性能等。

到目前为止，我国尚未有一种具有自主知识产权的用于铜合金表面的高强度、磨损性能良好的Ni-P-纳米TiO₂复合镀层的制备方法，这在一定程度上制约了我国大型舰船螺旋桨、海水泵、阀门、海水淡化设备等工业的发展。

发明内容

本发明的目的针对现有的螺旋桨表面处理性能不佳，难以满足复杂海况使用要求的问题，发明一种采用“球磨纳米TiO₂—加入镀液配方溶液—搅拌”的Ni-P纳米-TiO₂复合镀镀液的制备工艺，获得一种镀层均匀、镀层与铜合金基体结合牢固的Ni-P-纳米TiO₂复合镀镀液及施镀工艺。

本发明所采用的技术方案之一是：

一种铜合金表面Ni-P-纳米TiO₂复合镀镀液制备工艺，其特征在于它包括以下步骤：

（1）称取定量的纳米TiO₂，置于球磨罐中，加入适量的去离子水进行球磨，球磨时间为12h，球料比为6-8:1，球磨转速为300±50r/min，使纳米TiO₂充分分散，得到纳米TiO₂水溶液；

（2）将镀液的其他溶液成分依次倒入适量的去离子水中，将磨好的纳米TiO₂水溶液倒入，最后加入余量的去离子水，并搅拌均匀即得到Ni-P-纳米TiO₂复合镀溶液。

所述的其他溶液的成份为：

硫酸镍（NiSO₄·6H₂O） 26-34g/L；