鎂合金直接化學鍍Ni-P-SiC鍍液配方及施鍍工藝的製作方法
2023-06-05 22:22:56
專利名稱：：鎂合金直接化學鍍Ni-P-SiC鍍液配方及施鍍工藝的製作方法
技術領域：
：本發明涉及一種化學複合鍍鍍液配方及施鍍工藝，具體是一種鎂合金直接化學鍍Ni-P-SiC鍍液配方及施鍍工藝方法，屬於鎂合金表面處理
技術領域：
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背景技術：
：鎂合金由於具有密度低，比強度、比剛度高以及良好的鑄造和切削加工性能等在航空航天、電子通訊、汽車製造、國防軍工等領域具有廣闊的應用前景。但耐蝕性和耐磨性差是制約鎂合金廣泛應用的主要因素。因此，增強鎂合金的耐蝕性和耐磨性具有重要的意義。據科技查新和專利檢索結果，傳統的鎂合金化學鍍鎳溶液多以鹼式碳酸鎳為主鹽，其存在溶解困難，且成本高的缺陷，近期的研究多以硫酸鎳為主鹽，但目前在鎂合金表面還沒有化學鍍Ni-P-SiC的專利公布。現有的在鎂合金基體上進行化學鍍Ni-P-SiC的文獻採用的是納米SiC，由於納米SiC在鍍液中易團聚，因此與微米SiC相比，納米SiC更難與Ni-P共沉積，並且鍍層顯示出更大的粗糙度，因此，本發明提供的難鍍基材鎂合金上進行Ni-P-SiC化學複合鍍的配方，對於提高鎂合金的耐蝕性和耐磨性具有重要的意義。
發明內容針對現有技術中鎂合金化學鍍鎳鍍液配製困難、成本高，並且鎂合金化學鍍鎳層耐蝕性和耐磨性較差的問題，本發明的目的在於提供一種鎂合金化學複合鍍Ni-P-SiC鍍液配方及施鍍工藝。本發明是通過以下技術方案實現的，本發明化學複合鍍液配方由化學鍍Ni-P鍍液和SiC分散液組成。化學鍍Ni-P鍍液中包含20-30g/L硫酸鎳、20-30g/L次亞磷酸鈉、15-30g/L複合絡合劑、15-25g/L乙酸鈉、10-20g/L氟化物、l-2mg/L穩定劑、適量PH值調節劑和餘量的水組成。SiC分散液由10-80mg/L的表面活性劑和l-8g/L的微米SiC經磁力攪拌而成。所述複合絡合劑是下列藥品之一或兩種混合物擰檬酸、乳酸；所述的氟化物是下列藥品之一或兩種混合物氫氟酸、氟化氫銨。所述的穩定劑是下列藥品之一或一種以上混合物硫脲、碘化鉀、碘酸鉀。所述的PH調節劑是濃氨水或氫氧化鈉。PH值控制在4.8-5.6之間。所述的SiC的粒徑是l-2toi。所述的表面活性劑是下列藥品之一或一種以上混合物聚乙二醇、十二垸基苯磺酸鈉、十二垸基硫酸鈉。所述的水是蒸餾水或去離子水。本發明提供的鎂合金化學鍍Ni-P-SiC的施鍍工藝及方法，其特徵在於，具有以下的工藝過程和方法a)首先，配製好化學鍍Ni-P鍍液，該鍍液中包含:硫酸鎳20-30g/L、次亞磷酸鈉20-30g/L、複合絡合劑15-30g/L、乙酸鈉15-25g/L、氟化物10-20g/L、穩定劑l-2mg/L和餘量的水。其中，複合絡合劑是下列藥品之一或一種以上混合物檸檬酸、乳酸。氟化物是下列藥品之一或兩種混合物氫氟酸、氟化氫銨。穩定劑是下列藥品之一或一種以上混合物硫脲、碘化鉀、碘酸鉀。水是蒸餾水或去離子水。b)然後，配製SiC分散液，分散液中包含10-80mg/L的表面活性劑和l-8g/L的微米SiC，其餘為水。其中，表面活性劑是下列藥品之一或兩種以上混合物聚乙二醇、十二垸基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉。c)將少量鍍液與SiC分散液混合先超聲分散30-60min，然後加入全部鍍液磁力攪拌60-120min。d)將鎂合金試樣鹼洗、酸洗、活化後用水衝洗千淨。其中，鹼洗配方及工藝為60g/LNaOH+15g/LNa3PO4'12H2O溶液中，清洗10min，溫度60°C。酸洗配方及工藝為85。/。H3P04溶液，清洗30s，室溫。活化配方及工藝為40。/。HF溶液，清洗10-15min，室溫。e)將按d)步驟處理過的鎂合金樣品放入第c)步溶液中進行化學複合鍍。施鍍時溫度控制在80-90°C，PH值4.8-5.6，施鍍時間60-120min，最後獲得厚度為20-50nm的Ni-P-SiC。採用本工藝在鎂合金表面製備的化學鍍Ni-P-SiC複合鍍層，鍍態硬度高達758HV,鍍速在17.5-24tai之間，鍍層磷含量在8.11-12.94%之間，SiC含量在4-12.9%之間。SiC微粒分布均勻，鍍層的高硬度和嵌在其中的SiC微粒使鍍層具有良好的耐磨性，鍍層的非晶態結構使其具有優良的耐蝕性能。相比現有技術，本發明具有如下優點I、鍍液使用硫酸鎳代替鹼式碳酸鎳作為鎳鹽引入，使得鍍液配製方便，成本大為降低，鍍液穩定、沉積速度快，且鍍液配製過程大大簡化；II、引入SiC微粒，使得鍍層的耐蝕性和耐磨性大幅度提高，從而解決了鎂合金耐蝕性4和耐磨性低的問題。III、本發明方法製得的Ni-P-SiC複合鍍層均勻緻密，鍍層硬度高，與基體結合良好，可大大改善鎂合金的耐蝕性和耐磨性。具體實施例方式下面結合具體實施例對本發明作更詳細的說明。未標註的單位gtableseeoriginaldocumentpage5實施例一-一種鎂合金化學鍍Ni-P-SiC的施鍍工藝及方法，包括如下步驟1、配製化學鍍Ni-P鍍液，按上述配方l稱取藥品先將上述藥品用少量蒸餾水溶解，然後混合用水稀釋至1L，濃氨水調PH值至4.8。2、SiC微粒的預處理複合鍍前，SiC粉採用l:l的鹽酸溶液浸洗24h，去除雜質，然後用蒸餾水細至中性，用乙醇脫水，烘乾備用。3、配製SiC分散液及複合鍍液按上述配方稱取藥品混合作為分散液。將處理過的SiC微粒2g與少量蒸餾水和上述表面活性劑混合，先超聲分散30min，然後，加入少量上述鍍液超聲振蕩30min，再加入餘下的鍍液磁力攪拌60min。4、鎂合金試樣的處理將面積為0.8ck2的鎂合金AZ91D經鹼洗、酸洗、活化後用水衝洗乾淨。其中，鹼洗配方及工藝為60g/LNaOH+15g/LNa3PCV12H2O溶液中，清洗10min，溫度60°C。酸洗配方及工藝為85。/。H3P04溶液，清洗30s,室溫。活化配方及工藝為40%HF溶液，清洗10min，室溫。5、施鍍將處理過的鎂合金試樣放入85r的上述化學複合鍍液中，施鍍60min，施鍍時攪拌速度為250r/min，在鎂合金上得到厚度為21nm的均勻的Ni-P-SiC複合鍍層。經測試，鍍層結合力合格，鍍層顯微硬度為602HV，其耐磨性能遠優於Ni-P鍍層。鍍層耐蝕性優於鎂合金基體。實施例二一種鎂合金化學鍍Ni-P-SiC的施鍍工藝及方法，具體步驟如下1、配製化學鍍Ni-P鍍液，按上述配方2稱取藥品先將上述藥品用少量蒸餾水溶解，然後混合稀釋至1L，濃氨水調PH值至5.2。2、SiC微粒的預處理複合鍍前，SiC粉採用l:l的鹽酸溶液浸洗24h，去除雜質，然後用蒸餾水細至中性，用乙醇脫水，烘乾備用。3、配製SiC分散液及複合鍍液稱取十二垸基苯磺酸鈉40mg和聚乙二醇20mg作為分散液，將處理過的SiC微粒6g與少量蒸餾水和表面活性劑混合，先超聲分散30min，然後加入少量上述鍍液超聲振蕩30tnin，再加入餘下的鍍液磁力攪拌60min得到複合鍍液；4、鎂合金試樣的處理將面積為0.8dnf的鎂合金AZ91D經鹼洗、酸洗、活化後用水衝洗乾淨。其中鹼洗配方及工藝為60g/LNaOH+15g/LNa3P(V12H2O溶液中，清洗10min，溫度6(TC。酸洗配方及工藝為85%11*04溶液，清洗30s，室溫。活化配方及工藝為40%HF溶液，清洗10min，室溫。5、施鍍將處理過的鎂合金試樣放入84'C的上述化學複合鍍液中，施鍍60miri，施鍍時攪拌速度為300r/min，在鎂合金上得到厚度為24pm的均勻的Ni-P-SiC複合鍍層。經測試，鍍層結合力合格，鍍層顯微硬度為758HV，其耐磨性能遠優於Ni-P鍍層。鍍層耐蝕性優於鎂合金基體。本發明的優點在於以硫酸鎳取代鹼式碳酸鎳作為主鹽引入，並且添加微米SiC直接進行施鍍，在保持鎂合金化學鍍Ni-P合金優異性能的基礎上，大大提高了鎂合金化學鍍鍍層的硬度和耐磨性，解決了鎂合金化學鍍鎳層耐磨性較低的問題，且鍍液配製方便、成本低、鍍液穩定、沉積速度快。最後需要說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制本發明，儘管申請人參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，那些對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本技術方案的宗旨和範圍，均應涵蓋在本發明的權利要求範圍當中。權利要求1.鎂合金直接化學鍍Ni-P-SiC鍍液配方，其特徵在於，包括化學鍍Ni-P鍍液和微米SiC分散液；其中a)化學鍍Ni-P鍍液中包含硫酸鎳20-30g/L、次亞磷酸鈉20-30g/L、複合絡合劑15-30g/L、乙酸鈉15-25g/L、氟化物10-20g/L、穩定劑1-2mg/L、PH調節劑和餘量的水；所述複合絡合劑是下列藥品之一或兩種混合物檸檬酸、乳酸；所述氟化物是下列藥品之一或兩種混合物氫氟酸、氟化氫銨；所述穩定劑是下列藥品之一或一種以上混合物硫脲、碘化鉀、碘酸鉀；所述PH調節劑是濃氨水或氫氧化鈉；PH值控制在4.8-5.6之間。水是蒸餾水或去離子水；b)微米SiC分散液中包含10-80mg/L的表面活性劑和1-8g/L的微米SiC，其餘為水；其中，表面活性劑是下列藥品之一或一種以上混合物聚乙二醇、十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉；SiC的粒徑是1-2μm；水是蒸餾水或去離子水。2.鎂合金化學鍍Ni-P-SiC的施鍍工藝，其特徵在於，包括如下步驟1)配製化學鍍Ni-P鍍液按上述配方a)稱取藥品；2)配製SiC分散液及複合鍍液按上述配方b)稱取藥品；將處理過的SiC與少量蒸餾水和所述表面活性劑混合；先超聲分散30-60min，然後，加入全部鍍液磁力攪拌60-120min得到複合鍍液；3)鎂合金試樣的處理將鎂合金試樣鹼洗、酸洗、活化後用水衝洗乾淨；其中，鹼洗配方及工藝為60g/LNaOH+15g/LNa3P(V12H2O溶液中，清洗10min，溫度6(TC;酸洗配方及工藝為85。/。H3P04溶液，清洗30s，室溫。活化配方及工藝為40。/oHF溶液，清洗10-15min，室溫；4)施鍍將處理過的鎂合金樣品放入步驟2)的複合鍍液中進行化學複合鍍；施鍍時溫度控制在80-90°C,PH值:4.8-5.6，施鍍時間60-120min，最後獲得厚度為20-50叫的Ni-P-SiC。全文摘要本發明提供了一種鎂合金直接化學鍍Ni-P-SiC的鍍液配方及施鍍工藝，該配方由化學鍍Ni-P鍍液和SiC分散液組成。其中化學鍍Ni-P鍍液中包含20-30g/L硫酸鎳、20-30g/L次亞磷酸鈉、15-30g/L絡合劑、15-25g/L乙酸鈉、10-20g/L氟化物、1-2mg/L穩定劑、適量PH值調節劑和餘量的水；SiC分散液由10-80mg/L的表面活性劑和1-8g/L的微米SiC經磁力攪拌而成。透過上述組成，鎂合金經前處理後，在溫度為80-90℃，PH值為4.8-5.6，施鍍60-120min的工藝條件下即可獲得厚度為20-50μm的Ni-P-SiC複合鍍層。本發明以硫酸鎳取代鹼式碳酸鎳作為主鹽引入，並且添加微米SiC直接進行施鍍，在保持鎂合金化學鍍Ni-P合金優異性能的基礎上，大大提高了鎂合金化學鍍鍍層的硬度和耐磨性，解決了鎂合金化學鍍鎳層耐磨性較低的問題，且鍍液配製方便、成本低、鍍液穩定、沉積速度快。文檔編號C23C18/31GK101665930SQ20091019090公開日2010年3月10日申請日期2009年9月18日優先權日2009年9月18日發明者溝引寧,黃偉九申請人:重慶理工大學