[发明专利]一种耐磨减摩镀层的复合镀工艺

说明书

本发明涉及电镀技术领域，即提供了一种获得耐磨减摩层的复合镀工艺。

目前，工业上大量应用的一些摩擦部件如：缸套/活塞环、阀门等常常因摩擦系数大，耐磨性低而很快失效造成隙漏，虽有一些人为解决上述问题做了很多研究工作，更如八十年代初期金属研究所与辽河油田在解剖美国Gray公司产品基础上研制了用Co-Cr-W堆焊工艺生产稠油热采井口装置中的闸阀（阀板及阀座），但仍然存在着Co-Cr-W配副不具备自润滑性能，摩擦密封面抗擦伤性能不够理想，摩擦系数较大以及加工工序复杂，生产成本高等缺点。

本发明的目的是提供一种可以降低摩擦系数、提高耐磨性以减小摩擦副磨损，延长工件寿命、降低工件成本的复合镀工艺。

将不溶性微粒加入到镀液中，用化学镀或电镀（包括刷镀）的方法在基体上同时沉积出金属和第二相微粒的复合镀层的工艺称为复合镀。

本发明的主要特征是采用复合电镀工艺在Ni-P基体中同时加入SiC和石墨形成四元系的Ni-P/石墨-SiC或Ni-P/SiC-石墨镀层，达到耐磨减摩目的。片层状石墨可以在摩擦面间形成剪切强度小的减摩膜，不仅有良好的润滑作用，还能在300-400℃温度不使用。但金属基体却因复合进石墨软粒子使硬度降低，从而影响镀层耐磨性及使用寿命。本发明选用的Ni-P基材经热处理后因析出Ni₃P会使其强度增加。此外，还可以通过工艺来调整磷含量从而改变石墨对强度的影响。施镀过程中由于石墨是良导体，容易出现镀层枝晶飞长现象，本发明除了控制施镀工艺外，适量的加入SIC粒子不仅抑制了枝晶飞长，还可减少出现孔洞的缺陷。

镀层中复合进SiC硬粒子后，由于它能承受载荷及对犁削的阻挡作用，可以较大幅度的提高镀层的耐磨性。不仅如此，由于Ni-P基体能将硬粒子牢固的嵌合把持住，故可使其承受并传递剪切载荷，也有益于耐磨性的改善。

本发明所提供的复合镀工艺组成如下：

1.对镀件除油处理，除油溶液配方及工艺条件为：

NaOH    20-35g/l

Na₂CO₃20-30g/l

Na₃PO₄·12H₂O 30-40g/l

OP乳化剂    1-2g/l

80℃    处理20-40分钟。

2.活化处理，其工艺为：

2-4%Vol、H₂SO₄、处理30-60秒，均匀起泡。

3.复合镀、其溶液及施镀条件为：

NiSO₄7H₂O 200-300g/l

NiCl₂6H₂O 30-60g/l

H₃BO₃20-40g/l

H₃PO₃1-3g/l

石墨    5-15μm2-15g/l

SiC    1-7μm0.2-30g/l

十二烷基磺酸钠    0.01-0.05g/l

电流密度 10-40mA/cm²

pH    3-5

温度    35-55℃

时间    2-4小时（适当搅拌和停顿）

厚度    80-120μm

镀毕、工件在210±10℃处理1小时以增加结合强度。

由本发明所提供的复合镀工艺可以获得（重量百分比）含P3-6%、石墨3-4%、SiC1-2%，粒子均匀分布的Ni-P/石墨-Sic复合镀层。

实施例1-一种稠油热采井口闸阀阀座减摩耐磨Ni-P/C-Sic复合镀层

该阀座由38CrMoAl制成

1.碱洗除油

NaOH    30g/l，

Na₃CO₃25g/l

Na₃PO₄12H₂O 35g/l

OP乳化剂2g/l，80℃20分钟

用热水冲洗、装架。

2、活化处理

用2%vol、H₂SO₄处理30秒，均匀起泡。

3、复合镀

将活化处理后的镀件立刻放入镀槽施镀，镀液配方：