[发明专利]具有纳米稀土镍镀层的黄铜材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种具有纳米稀土镍镀层的黄铜材料及其制备方法，所述方法包括将NiSO₄、NiCl₂、H₃BO₃及纳米稀土盐颗粒混合并溶解于水中并采用超声波震荡均匀，制得电镀稀土镍溶液；将黄铜基体放入所述电镀稀土镍溶液中进行电镀，获得覆盖有镍稀土镀层的黄铜；对所述覆盖有镍稀土镀层的黄铜进行真空热处理即成。

技术领域

本公开涉及合金材料技术领域，更具体地，涉及一种具有纳米稀土镍镀层的黄铜材料及其制备方法。

背景技术

黄铜是由铜和锌所组成的合金材料，其具有较强的耐磨性能，常被用于制造阀门、水管、空调内外机连接管、散热器和螺母等零部件。但是黄铜在焊接过程中，由于锌的沸点较低，仅为907℃，因此焊接过程中极容易蒸发，这一点成为黄铜焊接的最大问题。在焊接高温作用下，焊条电弧焊时锌的蒸发量可高达40％，锌的大量蒸发不仅会导致焊接接头的力学性能和耐腐蚀性能下降，还使之对应力腐蚀的敏感度增大，并且蒸发的锌在空气中立即被氧化成氧化锌，形成白色烟雾，给操作带来很大困难，还会影响焊工的身体健康，因此黄铜在应用到焊接场所时常常进行电镀镍处理，因为镍可以阻止黄铜基体中的锌向镀层表面扩散并发生氧化。但是由于现有技术中黄铜和镍层以机械结合力为主，前处理稍有不当就会导致二者的结合力不良，进而导致镀层脱落引起失效；此外，焊接后的黄铜基体晶粒粗大，锌元素会发生缺失，由此会造成焊接接头与基体成分的晶粒大小不同而腐蚀电位不同，引起电偶腐蚀、导致耐腐蚀性和力学性能的同时下降。

有鉴于此，需要提供一种新的技术方案以解决上述问题。

发明内容

本公开的一个目的是提供一种具有纳米稀土镍镀层的黄铜材料及其制备方法的新技术方案。

根据本公开的第一方面，提供了一种具有纳米稀土镍镀层的黄铜材料的制备方法，所述方法包括：

将NiSO₄、NiCl₂、H₃BO₃及纳米稀土盐颗粒混合并溶解于水中并采用超声波震荡均匀，制得电镀稀土镍溶液；

将黄铜基体放入所述电镀稀土镍溶液中进行电镀，获得覆盖有镍稀土镀层的黄铜；

对所述覆盖有镍稀土镀层的黄铜进行真空热处理即成。

可选地，在所述电镀稀土镍溶液中，所述NiSO₄的质量浓度为220～350g/L，所述NiCl₂的质量浓度为40～50g/L，所述H₃BO₃的质量浓度为30～45g/L，所述纳米稀土盐的质量浓度为2-10g/L。

可选地，所述纳米稀土盐包括La、Ce、Y、Pr、Nd、Sm的氧化合物或氯化物中的至少一种。

可选地，所述纳米稀土盐的纯度不小于99％。

可选地，所述纳米稀土盐的粒径范围为20-40nm。

可选地，所述黄铜基体的化学式为Cu_xZn_yM_z，其中，M包括锡、铝、锰、铁、硅、镍、铅元素中的至少一种；Cu含量x为57％-97％，Zn含量y为3％-43％，M含量z为0.01％～4％，其他杂质含量不超过1％。

可选地，所述采用超声波震荡的时间为2-5h，频率为10-30HZ。

可选地，所述将黄铜基体放入所述电镀稀土镍溶液中进行电镀具体包括：

将所述黄铜基体作为电镀阴极材料，并采用金属镍作为电镀阳极材料，电镀时的电源为稳压直流电源，电流密度为3-4A/dm²，电镀时的温度为40-60℃，电镀时所述电镀稀土镍溶液的PH值保持在4-5。