[发明专利]脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层及其制备方法有效

专利信息
申请号: 201110428583.4 申请日: 2011-12-20
公开(公告)号: CN102534732A 公开(公告)日: 2012-07-04
发明(设计)人: 彭成章;胡斌梁;朱玲玲;唐思文 申请(专利权)人: 湖南科技大学
主分类号: C25D15/00 分类号: C25D15/00;C25D3/56;C25D5/18
代理公司: 暂无信息 代理人: 暂无信息
地址: 411201 *** 国省代码: 湖南;43
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摘要: 一种脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层及其制备方法,它采用金属材料作基体,先将基体表面进行前处理,再配以硫酸镍、氯化钴、次磷酸钠、柠檬酸、柠檬酸三钠、硼酸、聚乙烯醇为主要组分,六方氮化硼HBN粉末为分散相的复合镀液,用表面活性剂、超声波振动对HBN微粒进行表面修饰和分散处理,通过合理设置脉冲电沉积参数,充分搅拌使HBN微粒均匀分散在镀液中,在施加脉冲电流状态下HBN微粒与基质金属镍钴磷发生共沉积及热处理而得到耐蚀、耐磨减摩脉冲电沉积Ni-Co-P/HBN复合镀层;它克服了现有复合镀层组分较单一,镀层晶粒粗大,与基体的界面结合强度低,耐蚀、耐磨减摩综合性能不理想等缺陷;它适合作机械、冶金、化工等行业中摩擦运动副零部件的耐磨减摩、耐蚀表面镀层。
搜索关键词: 脉冲 沉积 ni co hbn 复合 镀层 及其 制备 方法
【主权项】:
一种脉冲电沉积Ni‑Co‑P/HBN复合镀层,其特征在于用金属材料作基体,先将基体表面进行前处理,再配以镍为主要组分、六方氮化硼HBN粉末为分散相的复合镀液,将前处理好的基体经表面活化后置入复合镀液中,进行脉冲电沉积Ni‑Co‑P/HBN复合镀层,再经热处理得到脉冲电沉积Ni‑Co‑P/HBN复合镀层,其制备与操作步骤如下:I、工艺流程选用金属材料作基体‑基体材料表面前处理:去油、除锈、打磨、丙酮清洗‑HBN微粒的表面修饰与超声波分散处理‑配置镍钴磷/HBN复合镀液‑基体材料表面活化‑脉冲电沉积Ni‑Co‑P/HBN复合镀层‑热处理‑产品;II、操作步骤①选用金属材料作基体,备用;②基体的去油处理,其配方为质量分数:氢氧化钠20g/L、碳酸钠30g/L、磷酸钠8g/L、OP‑10乳化剂2ml/L体积分数,温度80℃;③基体的除锈处理,其配方为:硫酸100ml/L体积分数、六次甲基四胺12g/L质量分数,温度50℃;④用180#、360#、600#砂纸依次对去油除锈处理后的基体打磨,再用丙酮对基体表面进行超声波清洗,烘干备用;⑤HBN微粒的表面修饰处理:⑤‑1用体积浓度为20%HCl溶液对HBN粉末进行除铁去杂处理,浸泡24小时,再用去离子水涤洗6次;⑤‑2将除铁去杂处理后的HBN粉末置入含体积分数为2.0ml/L土温80表面活性剂的去离子水溶液中对HBN微粒进行表面修饰,浸泡时间为10小时,并每隔2小时用玻璃棒进行间歇搅拌;⑥配置镍钴磷复合镀液,每升镀液中各成分的含量质量分数为:NiSO4·6H2O 150~180g/L、CoCl2·6H2O 1~2g/L,NaH2PO2·H2O 10~15g/L、H3BO315~30g/L、柠檬酸50~60g/L、柠檬酸三钠10~20g/L、氨基乙酸2g/L、聚乙烯醇0.1~0.2g/L,HBN粉末10~25g/L;用体积浓度为10%H2SO4或质量浓度为10%NaOH溶液调节复合镀液的pH值至3.8~4.2,然后,用去离子水将复合镀液加到规定容积;⑦基体材料活化;⑧脉冲电沉积Ni‑Co‑P/HBN复合镀层:⑧‑1将已配置的复合镀液加热,温度控制在45~55℃;⑧‑2施镀前,将复合镀液置于超声波振动器内进行超声振动分散处理,时间为20分钟;⑧‑3用电解镍作为阳极,将活化处理好的基体材料与阴极连接置于复合镀液中;开启脉冲电源,采用控制电流方式进行脉冲电沉积Ni‑Co‑P/HBN复合镀层,脉冲电沉积工艺参数为:正向平均电流密度4~6A/dm2,正向工作比0.2~0.4,反向平均电流密度0.1~0.3A/dm2,反向工作比0.1~0.2,脉冲频率100Hz;施镀时间为2小时;⑧‑4施镀过程中,用电动搅拌器进行连续搅拌,搅拌速度为100~250r/min,使HBN微粒充分悬浮在镀液中;⑨热处理:将脉冲电沉积Ni‑Co‑P/HBN复合镀层试样放置于箱式电阻炉中,随炉升温到300~450℃,升温速度为5℃/分钟,保温80分钟,随炉冷却至室温;⑩从炉内取出复合镀层,即为脉冲电沉积Ni‑Co‑P/HBN复合镀层产品。
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