一種鍍態高硬度高耐磨的納米化學複合鍍液及其使用方法與流程

2023-06-13 17:47:31 1

本發明涉及電鍍硬鉻技術領域，具體的說是一種鍍態高硬度高耐磨的納米化學複合鍍液及其使用方法。

背景技術：

傳統的電鍍硬鉻工藝，其鍍層雖然具有較高的硬度和較好的耐磨性，但是，電鍍硬鉻工藝使用的六價鉻酸溶液，會產生有害的鉻酸霧及廢水，嚴重的汙染環境，並且電鍍硬鉻工藝因受電流分布限制，對形態複雜的工件存在鍍層厚度不均勻、微裂紋及孔隙多、抗蝕性及耐磨性仍然不理想的缺陷。

現有一種納米化學複合鍍，其鍍層鍍態硬度較低（hv600-650），其耐磨性與電鍍硬鉻相比還不理想。若要達到電鍍硬鉻層硬度hv800-900和超越硬鉻層耐磨性，需要再進行400度加熱處理。這種需熱處理的納米化學複合鍍技術，對於機械零部件存在易造成基體強度降低和變形的問題。

技術實現要素：

本發明為解決現有納米化學複合鍍，其鍍層鍍態硬度低，耐磨性差的問題，提供了一種鍍態高硬度高耐磨的納米化學複合鍍液及其使用方法。

本發明的技術方案是，一種鍍態高硬度高耐磨的納米化學複合鍍液及其使用方法，其特殊之處是組分比例為，硫酸鎳2.8-3.2%、次磷酸鈉2.2-2.5%、羥基丙酸0.4-1%、氨基乙酸0.3-0.8%、無水乙酸鈉3.3-3.5%、硫脲0.00007%、分散劑（nno）0.04-0.1%、硬質納米材料0.05-1%、純水88.9-90.6%；

其使用方法為，（1）取上述成分分別加入純水溶解，其中，羥基丙酸、氨基乙酸使用20%氫氧化鈉溶液調整ph值為5.2；

（2）將硫酸鎳、羥基丙酸、氨基乙酸、無水乙酸鈉、次磷酸鈉、硫脲，按順序依次攪拌互溶；

（3）將硬質納米材料、分散劑用29-30克水溶解，置於超聲波清洗機中分散，再加到上述溶液中；

（4）將上述溶液用2:1冰醋酸調整ph值為5.1-5.4；

（5）將上述溶液加熱到86-92℃；

（6）將淨化處理後的鍍件浸入上述溶液中施鍍；

上述溶液的沉積速率16-21um/h。

所述的硬質納米材料包括：金剛石、碳化硼、碳化矽、碳化鈦、氮化矽、氮化鈦、氧化鈦、碳化鋯、氮化鋯、氧化鋯、氧化鋁、二硼化物、、碳化釩、氮化釩、碳納米管、石墨烯。

所述的硬質納米材料，粒徑3-15nm為0.05-0.15%、粒徑15-50nm為0.15-0.35%、粒徑50-100nm為0.35-0.55%、粒徑100-500nm為0.55-1%。

本發明的技術效果是，採用上述技術方案，可以實現一種高硬度高耐磨的納米化學複合鍍液及其使用方法。該鍍液不用外加電流電解沉積，因而不受電流分布限制，對形狀複雜的零部件都能在其表面獲得厚度均勻、無微裂紋及孔隙，抗蝕性、耐磨性超越電鍍硬鉻的納米複合鍍層，本發明的效果在於該鍍液能獲得鍍態硬度hv810-860的納米複合鍍層。該鍍液不含鉻、鉛、鎘等有害離子，還解決了傳統電鍍硬鉻技術汙染環境的問題。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明進一步說明。

實施例1，取硫酸鎳2.8克、次磷酸鈉2.2克、羥基丙酸0.4克、氨基乙酸0.8克、無水乙酸鈉3.3克、硫脲0.00007克、分散劑（nno）0.04克、碳化矽（50nm）0.3克；

先將羥基丙酸、氨基乙酸，使用20%氫氧化鈉溶液調整ph值為5.2；再將上述成分分別60.16克純水中溶解；

將硫酸鎳、羥基丙酸、氨基乙酸、無水乙酸鈉、次磷酸鈉、硫脲，按順序依次攪拌互溶；

將碳化矽、分散劑（nno）用29克純水溶解，置於超聲波清洗機中分散，再加到上述溶液中；

將上述溶液用2:1冰醋酸調整ph值為5.4；

將上述溶液加熱到86℃，並施以攪拌；

將淨化處理後的鍍件浸入上述溶液中施鍍；

上述溶液的沉積速率16um/h。

實施例2，取硫酸鎳2.9克、次磷酸鈉2.3克、羥基丙酸0.8克、氨基乙酸0.5克、無水乙酸鈉3.35克、硫脲0.00007克、分散劑（nno）0.08克、碳化硼（80nm）0.5克；

先將羥基丙酸、氨基乙酸，使用20%氫氧化鈉溶液調整ph值為5.2；再將上述成分加到60.57克純水中溶解；

將硫酸鎳、羥基丙酸、氨基乙酸、無水乙酸鈉、次磷酸鈉、硫脲，按順序依次攪拌互溶；

將碳化硼、分散劑（nno）用29克純水溶解，置於超聲波清洗機中分散，再加到上述溶液中；

將上述溶液用2:1冰醋酸調整ph值為5.3；

將上述溶液加熱到88℃，並施以攪拌；

將淨化處理後的鍍件浸入上述溶液中施鍍；

上述溶液的沉積速率17um/h。

實施例3，取硫酸鎳3克、次磷酸鈉2.3克、羥基丙酸0.8克、氨基乙酸0.5克、無水乙酸鈉3.4克、硫脲0.00007克、分散劑（nno）0.06克、金剛石（5nm）0.08克；

先將羥基丙酸、氨基乙酸，使用20%氫氧化鈉溶液調整ph值為5.2；再將上述成分分別加到60.86克純水中溶解；

將硫酸鎳、羥基丙酸、氨基乙酸、無水乙酸鈉、次磷酸鈉、硫脲，按順序依次攪拌互溶；

將金剛石、分散劑（nno）用29克純水溶解，置於超聲波清洗機中分散，再加到上述溶液中；

將上述溶液用2:1冰醋酸調整ph值為5.2；

將上述溶液加熱到90℃，並施以攪拌；

將淨化處理後的鍍件浸入上述溶液中施鍍；

上述溶液的沉積速率19um/h。

實施例4，取硫酸鎳3.1克、次磷酸鈉2.35克、羥基丙酸1克、氨基乙酸0.3克、無水乙酸鈉3.45克、硫脲0.00007克、分散劑（nno）0.1克、金剛石（15nm）0.05克、碳納米管（30nm）0.05克；

先將羥基丙酸、氨基乙酸，使用20%氫氧化鈉溶液調整ph值為5.2；再將上述成分分別加到60.6克純水中溶解；

將硫酸鎳、羥基丙酸、氨基乙酸、無水乙酸鈉、次磷酸鈉、硫脲，按順序依次攪拌互溶；

將金剛石、碳納米管、分散劑（nno）用29克純水溶解，置於超聲波清洗機中分散，再加到上述溶液中；

將上述溶液用2:1冰醋酸調整ph值為5.1；

將上述溶液加熱到92℃，並施以攪拌；

將淨化處理後的鍍件浸入上述溶液中施鍍；

上述溶液的沉積速率21um/h。