泡沫鐵鎳鉻鈷四元合金的製造方法

2023-05-09 02:02:21 2

專利名稱：泡沫鐵鎳鉻鈷四元合金的製造方法
技術領域：
本發明涉及一種泡沫合金的製造方法，尤其涉及一種泡沫鐵鎳鉻鈷四元合金的製造方法。
背景技術：
近十幾年來發展極為迅速的新型泡沫金屬。它質量輕、強度好、比表面積大，特別適合在需要耐高溫、耐腐蝕、抗氧化、防硫化、耐磨蝕的工況環境下使用，是一種十分有用的新型功能材料，已用於製作特種介質的過濾器，氣液、氣固微粒的分離器，化學反應器和催化劑載體等等。往往在一些特殊的工況條件下起著關鍵的作用，解決其它常規應用材料不能完成的一些技術難題，目前製造多元合金材料的工藝為幹法鑄造多元合金多孔發泡，該工藝不僅複雜、生產成本高，而且不利於周邊環境的保護。

發明內容
本發明的目的就是提供一種工藝簡單、生產成本低的泡沫鐵鎳鉻鈷四元合金的製造方法。
本發明以聚氨脂泡沫棉為基體，通過表面處理及化學處理後，直接實施化學鍍鎳做成泡沫鎳基體，再採用電鍍合金的方法，在泡沫鎳基體表面鍍一層鐵鎳鉻鈷四元合金，再經過去除泡沫棉、氫還原熱處理後製成本發明的鐵鎳鉻鈷四元泡沫合金材料。
所述表面處理及化學處理為傳統工藝，經除油，有機溶劑預粗化，酸粗化，膠態鈀活化(也可用敏化——活化兩步法)進行處理。
所述化學鍍鎳是在含NiCl2.6H2O 10-50g/L、羥基乙酸鈉30-70g/L、NaH2PO2.H2O 5-25g/L，PH值為4-6，溫度為60-100℃條件下，化學鍍鎳10-25分鐘。
所述電鍍合金是在含Cr2(SO4).6H2O 150-300g/L、NH4COOH20-60g/L、NaCl 40-80g/L、H3BO320-60g/L、NaCOOH 10-30g/L、NiSO4.4H2O 40-80g/L、CoSO4.7H2O 10-30g/L、FeSO4.7H2O 10-50g/L、NHBr 10-40g/L、氨三乙酸60-200g/L、AlCl310-30g/L、NaF 4-12g/LPH值1-4，溫度15-35℃，陰極電流密度為8-20A/dm2的條件下，用鉛錫合金作為陽極，電鍍20-30分鐘。
其中Ce2(SO4).6H2O、NiSO4.4H2O、CoSO4.7H2O、FeSO4.7H2O等硫酸鹽也可以用氯化物鹽代替；甲酸鈉可以用甲酸鉀或甲酸氨代替；氯化鉀也可以用氯化鈉代替。
所述去除泡沫棉為傳統工藝，即進行熱分解過程，通過在300-500℃溫度下，於空氣中分解泡沫棉5-20分鐘。
所述氫還原熱處理時的溫度為950-1100℃，時間為10-30分鐘。
本發明電鍍四元合金的槽液配方中，存在著一種或多種能與三價鉻離子形成絡合物的有機酸或有機酸鹽，如氨三乙酸、甲酸鹽、鹽酸鹽等，也有抑Cr6+、Fe3+產生的添加劑，如溴化銨、甲醇等。這樣就能順利地保證四元合金的電沉積。該電解液配方及操作工藝具有沉積速度快、電流效率高、陰極電流密度範圍寬的優點，操作簡單、維護方便。本發明的工藝生產出的泡沫鐵鎳鉻鈷合金材料具有如下優點重量輕，比表面積大，通孔率高，孔與孔間相連，呈三維網狀結構。製造的四元泡沫合金材料經熱處理後將有不鏽鋼的結構和物理化學性能。
實施例1裁取按所要求的聚氨脂泡沫棉試片(長10cm×寬5cm×厚0.2cm)，先經除油，有機溶劑預粗化，酸粗化，膠態鈀活化(也可用敏化—活化兩步法)等傳統工藝進行處理後，在化學鍍鎳溶液中進行化學鍍鎳。
所述化學鍍鎳是在含NiCl2.6H2O 10g/L、羥基乙酸鈉30g/L、NaH2PO2.H2O 5g/L，PH值為4，溫度為60℃條件下，化學鍍鎳10分鐘。
所述化學鍍鎳溶液必須用蒸餾水或去離子水配製，其配製方法如下按上述化學鍍鎳工藝配方稱取定量的氯化鎳、羥基乙酸鈉及次亞磷酸鈉依次溶手熱水中，因鎳鹽在室溫中溶解速度很慢，必須用熱水並在不斷攪拌下溶解。絡合劑羥基乙酸鈉也必須用熱水溶解，待完全溶解後的溶液在攪拌下與主鹽溶液混合。另配製的還原劑NaH2PO2.H2O溶液在攪拌條件下倒入主鹽及絡合劑溶液中。然後用1∶1的NH4OH調整PH值，稀釋至規定體積。
化學鍍鎳後再進行電鍍合金，所述電鍍鐵鎳鉻鈷四元合金是在含Cr2(SO4).6H2O 150g/L、NH4COOH 20g/L、NaCl 40g/L、H3BO320g/L、NaCOOH 10g/L、NiSO4.4H2O 40g/L、CoSO4.7H2O 10g/L、FeSO4.7H2O 10g/L、NHBr 10g/L、氨三乙酸60g/L、AlCl310g/L、NaF4g/L，PH值1，溫度15℃，陰極電流密度為8A/dm2，用鉛錫合金作為陽極電鍍20分鐘，取出經水洗、吹乾後進行去除泡沫棉、氫還原熱處理，熱處理的溫度為950℃，時間為10分鐘，即可得到亮白色、均勻的泡沫鐵鎳鉻鈷四元合金。
實施例2工藝同實施例1相同。
所述化鍍鎳溶液是在含NiCl2.6H2O 50g/L、羥基乙酸鈉70g/L、NaH2PO2.H2O 25g/L，PH值為6，溫度為100℃條件下，化學鍍鎳25分鐘。
所述電鍍的溶液是在含Cr2(SO4).6H2O 300g/L、NH4COOH60g/L、NaCl 80g/L、H3BO360g/L、NaCOOH 30g/L、NiSO4.4H2O80g/L、CoSO4.7H2O 30g/L、FeSO4.7H2O 50g/L、NHBr 40g/L、氨三乙酸200g/L、AlCl330g/L、NaF 12g/L，PH值4，溫度35℃，陰極電流密度為20A/dm2，用鉛錫合金作為陽極的條件下，電鍍30分鐘。
熱處理的溫度為1100℃，時間為30分鐘。
實施例3工藝同實施例1相同所述化學鍍鎳溶液是在含NiCl2.6H2O 30g/、羥基乙酸鈉50g/L、NaH2PO2.H2O 10g/L，PH值為5，溫度為88℃條件下，化學鍍鎳20分鐘。
所述電鍍的溶液是在含Cr2(SO4).6H2O 225g/L、NH4COOH40g/L、NaCl 60g/L、H3BO340g/L、NaCOOH 20g/L、NiSO4.4H2O65g/L、CoSO4.7H2O 20g/L、FeSO4.7H2O 30g/L、NHBr 18g/L、氨三乙酸120g/L、AlCl320g/L、NaF 8g/L，PH值2.5，溫度22℃，陰極電流密度為15A/dm2，用鉛錫合金作為陽極的條件下，電鍍25分鐘。所述熱處理時的溫度為1000℃，時間為20分鐘。
權利要求
1.一種泡沫鐵鎳鉻鈷四元合金的製造方法，其特徵是以聚氨脂泡沫棉為基體，通過表面處理及化學處理後，直接實施化學鍍鎳做成泡沫鎳基體，再採用電鍍合金的方法，在泡沫鎳基體表面鍍一層鐵鎳鉻鈷四元合金，再經過去除泡沫棉、氫還原熱處理後製成本發明的鐵鎳鉻鈷四元泡沫合金材料；所述化學鍍鎳是在含NiCl2·6H2O 10-50g/L、羥基乙酸鈉30-70g/L、NaH2PO2·H2O 5-25g/L，PH值為4-6，溫度為60-100℃條件下，化學鍍鎳10-25分鐘；所述電鍍合金是在含Cr2(SO4)·6H2O 150-300g/L、NH4COOH20-60g/L、NaCl 40-80g/L、H3BO320-60g/L、NaCOOH 10-30g/L、NiSO4·4H2O 40-80g/L、CoSO4·7H2O 10-30g/L、FeSO4·7H2O 10-50g/L、NHBr 10-40g/L、氨三乙酸60-200g/L、AlCl310-30g/L、NaF 4-12g/LPH值1-4，溫度15-35℃，陰極電流密度為8-20A/dm2的條件下，用鉛錫合金作為陽極，電鍍20-30分鐘；所述氫還原熱處理時的溫度為950-1100℃，時間為10-30分鐘。
2.根據權利要求1所述的泡沫鐵鎳鉻鈷四元合金的製造方法，其特徵是所述化學鍍鎳是在含NiCl2·6H2O 10g/L、羥基乙酸鈉30g/L、NaH2PO2·H2O 5g/L，PH值為4，溫度為60℃條件下，化學鍍鎳10分鐘；所述電鍍鐵鎳鉻鈷四元合金是在含Cr2(SO4)·6H2O 150g/L、NH4COOH 20g/L、NaCl 40g/L、H3BO320g/L、NaCOOH 10g/L、NiSO4·4H2O 40g/L、CoSO4·7H2O 10g/L、FeSO4·7H2O 10g/L、NHBr10g/L、氨三乙酸60g/L、AlCl310g/L、NaF 4g/L，PH值1，溫度15℃，陰極電流密度為8A/dm2，用鉛錫合金作為陽極電鍍20分鐘；所述熱處理時的溫度為950℃，時間為10分鐘。
3.根據權利要求1所述的泡沫鐵鎳鉻鈷四元合金的製造方法，其特徵是所述化鍍鎳溶液是在含NiCl2·6H2O 50g/L、羥基乙酸鈉70g/L、NaH2PO2·H2O 25g/L，PH值為6，溫度為100℃條件下，化學鍍鎳25分鐘；所述電鍍的溶液是在含Cr2(SO4)·6H2O 300g/L、NH4COOH60g/L、NaCl 80g/L、H3BO360g/L、NaCOOH 30g/L、NiSO4·4H2O80g/L、CoSO4·7H2O 30g/L、FeSO4·7H2O 50g/L、NHBr 40g/L、氨三乙酸200g/L、AlCl330g/L、NaF 12g/L，PH值4，溫度35℃，陰極電流密度為20A/dm2，用鉛錫合金作為陽極的條件下，電鍍30分鐘；所述熱處理時的溫度為1100℃，時間為30分鐘。
4.根據權利要求1所述的泡沫鐵鎳鉻鈷四元合金的製造方法，其特徵是所述化學鍍鎳溶液是在含NiCl2·6H2O 30g/L、羥基乙酸鈉50g/L、NaH2PO2·H2O 10g/L，PH值為5，溫度為88℃條件下，化學鍍鎳20分鐘；所述電鍍的溶液是在含Cr2(SO4)·6H2O 225g/L、NH4COOH40g/L、NaCl 60g/L、H3BO340g/L、NaCOOH 20g/L、NiSO4·4H2O65g/L、CoSO4·7H2O 20g/L、FeSO4·7H2O 30g/L、NHBr 18g/L、氨三乙酸120g/L、AlCl320g/L、NaF 8g/L，PH值2.5，溫度22℃，陰極電流密度為15A/dm2，用鉛錫合金作為陽極的條件下，電鍍25分鐘。所述熱處理時的溫度為1000℃，時間為20分鐘。
5.根據權利要求1、2、3、4任一所述的泡沫鐵鎳鉻鈷四元合金的製造方法，其特徵是Cr2(SO4)·6H2O、NiSO4·4H2O、CoSO4·7H2O、FeSO4·7H2O等硫酸鹽也可以用氯化物鹽代替，甲酸鈉可以用甲酸鉀或甲酸氨代替，氯化鉀也可以用氯化鈉代替。
全文摘要
本發明提供一種泡沫鐵鎳鉻鈷四元合金的製造方法，以聚氨酯泡沫棉為基體，通過表面處理及化學處理後，直接實施化學鍍鎳做成泡沫鎳基體，再採用電鍍合金的方法，在泡沫鎳基體表面鍍一層鐵鎳鉻鈷四元合金，再經過去除泡沫棉、氫還原熱處理後製成本發明的鐵鎳鉻鈷四元泡沫合金材料，本發明的工藝生產出的泡沫鐵鎳鉻鈷合金材料具有如下優點重量輕，比表面積大，通孔率高，孔與孔間相連，呈三維網狀結構，製造的四元泡沫合金材料經熱處理後將有不鏽鋼的結構和物理化學性能。
文檔編號C22C1/08GK1552949SQ03128968
公開日2004年12月8日 申請日期2003年5月27日 優先權日2003年5月27日
發明者餘生水, 趙常就, 劉藏真, 漆昊光 申請人:江西省恆潤實業發展有限公司