[发明专利]一种纳米cBN-hBN复合共沉积增强金属基梯度镀层制备方法

说明书

本发明涉及电沉积技术领域，具体的说是一种纳米cBN‑hBN复合共沉积增强金属基梯度镀层制备方法，包括对基体表面进行预处理；以立方结构和六方结构同素异构体为增强相，以金属为电镀层母相，电镀时使增强相在镀液中含量逐渐增加呈梯度变化，形成颗粒增强金属基梯度复合镀层；对镀层进行电接触强化。基于立方结构增强相的高硬度和六方结构增强相的层状滑移性；通过纳米增强相及其梯度分布的集同效应，大大提高金属基复合镀层的性能；通过对镀层进行电接触强化，不仅改善镀层表面以及内部的质量，而且使镀层与基体之间的结合从机械结合转变为冶金结合，极大提高了镀层与基体之间结合力。

技术领域

本发明涉及电沉积技术领域，具体的说是一种纳米cBN-hBN复合共沉积增强金属基梯 度镀层制备方法。

背景技术

复合电沉积是在传统电镀工艺的基础上，将一种或数种不溶性固体颗粒加入到电镀液 中，实现固体颗粒与金属离子的共沉积，从而得到兼具固体颗粒与金属双重性质的复合镀 层。

受纳米增强相的影响，纳米复合镀层主要具有以下特性：(1)多相结构；由于纳米粒 子的弥散强化作用，使得母相金属晶粒被细化为纳米晶，使其具有多相结构。(2)优异的力学性能；纳米粒子在与金属离子共沉积的过程中，对复合镀层产生了细晶强化的效果，使镀层结构更致密，晶粒更细小，有效地改善了复合镀层的显微组织，提高了复合镀层的力学性能。另外，相比微米级的第二相粒子，纳米粒子可以更好地提高复合镀层的硬度与耐磨性能。因此纳米复合镀层可以进一步提高复合镀层性能。

强化前，镀层与基体之间的结合主要通过机械咬合，晶粒类似“铆钉”镶嵌在基体表 面，它们之间的结合力主要是机械附着力，还有一定的物理附着力和化学作用力。但是该 物理附着力在试样表面遭受到压力或者摩擦力的挤压后，很容易使得镀层从基体的表面上 脱离，镀层的强度低导致试样使用的时候效果差，影响电镀结果，需要在试样电镀后，对 镀层进行淬火。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种纳米cBN-hBN复合共沉积增强金属 基梯度镀层制备方法。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的，一种纳米cBN-hBN复合共沉积增强金属基 梯度镀层制备方法，包括以下步骤：

步骤S1：对基体表面进行预处理；

步骤S2：在经过步骤S1处理的基体表面，以立方结构和六方结构同素异构体为增强 相，以金属为电镀层母相，电镀时使增强相在镀液中含量逐渐增加呈梯度变化，形成颗粒 增强金属基梯度复合镀层；

步骤S3：对步骤S2获得的镀层放在电接触强化装置中进行电接触强化，其中；

电极在气缸的带动下，紧密压在工件表面，控制电极与工件压力为98N，电极由于摩 擦力反向转动，在转动的同时，让电极在试样表面做进给运动，在电极做进给运动时，通以大电流，电流为工件表面上会产生能量密度较大的电阻热对镀层表面进行淬火强化。

优选的，所述步骤S1中预处理为对基体依次进行砂纸打磨，除油，弱酸活化，各个步骤之间用去离子水冲洗基体表面。

优选的，所述步骤S2中增强相为金刚石-石墨、cBN-hBN中的一种，增强相颗粒尺寸为10-80nm。

优选的，所述步骤S2中金属基镀层母相为Ni、Ni-P、Ni-W、Ni-Co、Ni-Fe、Ni-Mo、Ni-Mn、Ni-Co-Mn、Ni-Fe-P中的一种。

优选的，所述步骤S3中电接触强化时电极与工件压力为49～196N，电极进给速度为 0.5～2mm/min，电流为30～50kA。