一種鎳基非晶材料製備方法
2023-10-25 23:44:12
專利名稱：一種鎳基非晶材料製備方法
技術領域：
本發明涉及金屬的表面處理技術領域，具體是涉及合金表面非晶態塗層形成方法，特別提供了在碳鋼表面鎳基非晶層製備方法。
背景技術：
非晶材料作為金屬存在的特殊形式，具有高耐腐蝕性、高耐磨損性、高硬度以及優越的裝飾性能，在交通、通訊、航空、航天等領域有著廣泛的應用領域。但是，由於非晶材料製備工藝複雜及限制了其在一些領域的應用。由於非晶材料脆性極大，並在大氣環境下極易迅速在表面形成一層惰性的氧化層，因此，常規的一些金屬表面製備方法受到一定的限制。目前，非晶材料製備方法主要為晶體生長，而且工藝複雜且設備昂貴，生長速度慢。例如，現在國內外普遍採用的是美國ASTM推薦的塗裝的標準方法，迄今，已經發現了不同基非晶材料十多種，但是穩定而結構完整並用於生產的非晶材料少之又少，由於非晶存在合金體系中的優勢，隨著非晶的製備方法不斷取得進步，非晶的優勢就凸顯了出來，這些優勢 推動了非晶材料製備、性能和應用的研究，為非晶材料的全面開發及應用打下了堅實的基礎。
發明內容
本發明的目的是提供了一種高光亮，高耐磨及耐蝕，操作性強的非晶材料製備方法，該方法不用含氰、鉻、氟等有害物質，並且工藝重現性好，生長速度快。為實現上述目的，本發明採用以下技術方案
一種鎳基非晶材料製備方法，是一種水性沉積方法，其特徵在於所述方法包括電導、去應力、脫脂、定晶、表面調整、活化、非晶處理、後處理工序，除了後處理工序外，其餘每兩道工序之間需對零件進行流水衝洗。非晶處理工序中，非晶處理液配比為硫酸鈷I 55g/L，硫酸鎳2 75g/L，檸檬酸2 22g/L,蘋果酸2 39g/L,次磷酸鈉10 40g/L,酒石酸鉀鈉11 32g/L,甘氨酸5 36g/L，潔晶劑0. I 38g/L ;助晶劑0. I 22g/L，餘量為去離子水;非晶處理液PH=I 7 ；非晶處理溫度為50°C 94°C，電流密度為I 15/dm2，時間為30 300min，非晶處理完成後取出材料用流水衝洗。在活化工序中，活化液配比為酸性氟化銨10 95g/L，鹽酸35 255ml/L，六次甲基四胺2. 0 9. 5g/L，餘量為去離子水；將材料於室溫下在活化液中浸泡20 30s，取出後用流水衝洗。在表面調整工序中，表面調整液配比為穀氨酸鈉2 55g/L，碳酸鈣2. 0 45g/L，硫脲2. 0 11. Og/L，餘量為去離子水；將材料於室溫下在表面調整液中浸泡20 30s，取出後用流水衝洗。在定晶處理工序中，定晶處理液配比為氧化鈰0.2 32g/L，六次甲基四胺I. 5 50g /L,偏磷酸3. 0 82g/L，硫酸鎳5 48g/L ;餘量為去離子水；將材料於50 78°C溫度下在定晶處理液中浸泡20 30s，取出後用流水衝洗；然後於室溫下在10 52%濃度的正磷酸鈉溶液中浸泡20 30s，取出後用流水衝洗。在中和處理工序中，中和液配比為甲叉丁二酸8 68g/L，吐溫12 36g/L，檸檬酸5 38g/L，餘量為去離子水；將材料於室溫下在中和液中浸泡2 100s，取出後用流水衝洗。在去應力工序中，去應力液配比為0P 2. 3 55g/L，偏矽酸鈉12 50g/L，餘量為去離子水；將材料於室溫下在去應力液中浸泡I 50h，取出後用流水衝洗，然後把材料放在150 600°C的箱式爐中，保溫I 28h。在電導工序中，利用專用設備使去離子水的電導率達到12 55uS。後處理工序包括非晶層的固膜處理和非晶層的封閉處理。
鎳基非晶材料的非晶層是在合金表面形成一層富含鈷、鎳和微量鈰元素的金屬的非晶態層，該非晶態層中鎳和鈷的重量分別佔為82% 90 %和9% 17 %，餘量為微量鈰和聚氨脂類非金屬類及不可避免的雜質，非晶態層的厚度為25 150 ym。本發明所述技術方案，通過合理的非晶處理工藝，非晶層處理工藝不用含氰、含鉻及含氟的藥液，減少了環境汙染；水液配製和處理工藝可操作性強，本領域的普通技術人員可以進行；非晶層硬度為HV950 w 1200 ;非晶層強度高，熱震820小時表面不變化、無裂紋；磨損率為I. 64g/a. m2;腐蝕數率為4. 4g/a. m2;有效的提高了合金的表面性能，極大地拓展合金的應用領域。
具體實施例方式 下面結合具體實施例對本發明進行詳細說明。實施例I :
取 50 X 20 X 100 30# 鋼試樣。I.電導將準備好的實驗用水在特定的設備中電析，使水的電導率維持在電導率為7uS，然後加3. 5mg/L平平加。2.去應力將試樣浸入OP 5g/L和偏矽酸鈉12g/L的去應力液中，在室溫下浸泡8h，取出後用流水衝洗。然後把式樣放在200°C的箱式爐中，保溫16h .
3.脫脂將上述經去應力的試樣浸入6g/L的脂肪酸乙二醇脂和9g/L的平平加配置成的鹼性溶液並加入lg/L的焦磷酸鈉；脫脂時溫度要求保持在60°C左右，脫脂時間15分鐘，並不斷地攪拌脫脂液，脫脂完畢後，取出零件先用熱水洗，後用室溫流水衝洗。4.熱水洗將上述經化學脫脂的試樣浸入溫度約為70°C的熱水(去離子水)中，浸泡處理4分鐘。5.冷水洗將上述熱水洗的試樣在室溫下，以流動的去離子水漂洗3min。6.中和將漂洗後的式樣浸入中和液中，在室溫下浸泡處理15秒。取出後用流水漂洗。中和液配方如下表1一1 :
權利要求
1.一種鎳基非晶材料製備方法，是一種水性沉積方法，其特徵在於所述方法包括電導、去應力、脫脂、定晶、表面調整、活化、非晶處理、後處理工序，除了後處理工序外，其餘每兩道工序之間需對零件進行流水衝洗。
2.根據權利要求I所述一種鎳基非晶材料製備方法，其特徵在於非晶處理工序中，非晶處理液配比為硫酸鈷I 55g/L，硫酸鎳2 75g/L，檸檬酸2 22g/L，蘋果酸2 39g/L,次磷酸鈉10 40g/L,酒石酸鉀鈉11 32g/L，甘氨酸5 36g/L，潔晶劑0. I 38g/L ;助晶劑0. I 22g/L，餘量為去離子水；非晶處理液PH=I 7 ;非晶處理溫度為50°C 940C，電流密度為I 15/dm2，時間為30 300min，非晶處理完成後取出材料用流水衝洗。
3.根據權利要求I所述一種鎳基非晶材料製備方法，其特徵在於在活化工序中，活化液配比為酸性氟化銨10 95g/L，鹽酸35 255ml/L，六次甲基四胺2. 0 9. 5g/L，餘量為去離子水；將材料於室溫下在活化液中浸泡20 30s，取出後用流水衝洗。
4.根據權利要求I所述一種鎳基非晶材料製備方法，其特徵在於在表面調整工序中，表面調整液配比為穀氨酸鈉2 55g/L，碳酸鈣2. 0 45g/L，硫脲2. 0 11. Og/L，餘量為去離子水；將材料於室溫下在表面調整液中浸泡20 30s，取出後用流水衝洗。
5.根據權利要求I所述一種鎳基非晶材料製備方法，其特徵在於在定晶處理工序中，定晶處理液配比為氧化鈰0. 2 32g/L，六次甲基四胺1.5 50g /L，偏磷酸3. 0 82g/L，硫酸鎳5 48g/L ;餘量為去離子水；將材料於50 78°C溫度下在定晶處理液中浸泡20 30s,取出後用流水衝洗；然後於室溫下在10 52%濃度的正磷酸鈉溶液中浸泡20 30s,取出後用流水衝洗。
6.根據權利要求I所述一種鎳基非晶材料製備方法，其特徵在於在中和處理工序中，中和液配比為甲叉丁二酸8 68g/L，吐溫12 36g/L，檸檬酸5 38g/L，餘量為去離子水；將材料於室溫下在中和液中浸泡2 100s，取出後用流水衝洗。
7.根據權利要求I所述一種鎳基非晶材料製備方法，其特徵在於在去應力工序中，去應力液配比為0P 2. 3 55g/L，偏矽酸鈉12 50g/L，餘量為去離子水；將材料於室溫下在去應力液中浸泡I 50h，取出後用流水衝洗，然後把材料放在150 600°C的箱式爐中，保溫I 28h。
8.根據權利要求I所述一種鎳基非晶材料製備方法，其特徵在於在電導工序中，利用專用設備使去離子水的電導率達到12 55uS。
9.根據權利要求I所述一種鎳基非晶材料製備方法，其特徵在於後處理工序包括非晶層的固膜處理和非晶層的封閉處理。
10.根據權利要求1-9中任一項所述一種鎳基非晶材料製備方法，其特徵在於鎳基非晶材料的非晶層是在合金表面形成一層富含鈷、鎳和微量鈰元素的金屬的非晶態層，該非晶態層中鎳和鈷的重量分別佔為82% 90 %和9% 17 %，餘量為微量鈰和聚氨脂類非金屬類及不可避免的雜質，非晶態層的厚度為25 150 V- m。
全文摘要
一種鎳基非晶材料製備方法，是一種水性沉積方法，其特徵在於所述方法包括電導、去應力、脫脂、定晶、表面調整、活化、非晶處理、後處理工序，除了後處理工序外，其餘每兩道工序之間需對零件進行流水衝洗。本發明所述技術方案，通過合理的非晶處理工藝，非晶層處理工藝不用含氰、含鉻及含氟的藥液，減少了環境汙染；水液配製和處理工藝可操作性強，本領域的普通技術人員可以進行；非晶層硬度為HV950∽1200；非晶層強度高，熱震820小時表面不變化、無裂紋;磨損率為1.64g/a.m2;腐蝕數率為4.4g/a.m2;有效的提高了合金的表面性能，極大地拓展合金的應用領域。
文檔編號C22C45/04GK102747348SQ20111010137
公開日2012年10月24日 申請日期2011年4月22日 優先權日2011年4月22日
發明者劉剛, 李文君, 王英 申請人:九星控股集團有限公司