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摘要
本發(fā)明是一種化學(xué)復(fù)合鍍鎳_磷-碳_氧合金 的方法及用該化學(xué)復(fù)合鍍液鍍成的Ni-P-C-0合 金鍍層，本發(fā)明在硫酸鎳、次磷酸鈉溶液中，通過(guò) 加入優(yōu)化搭配的加速劑，絡(luò)合劑、緩沖劑和光亮劑 獲得Ni-P-C-0復(fù)合鍍鍍液，并利用此鍍液鍍出 Ni-P-C-0合金復(fù)合鍍層產(chǎn)品，本發(fā)明完全克服 了一般復(fù)合鍍方法在鍍液中加固體微粒而生成復(fù)合 鍍層的方法，鍍液穩(wěn)定性好，使用周期長(zhǎng)，易于維 護(hù)保養(yǎng)，適于工業(yè)生產(chǎn)，鍍層結(jié)晶致密，厚度均勻 光滑，結(jié)構(gòu)牢固，硬度高，特別具耐腐蝕性。
1.一種化學(xué)復(fù)合鍍鎳-磷-碳-氧合金的方法，其特征是復(fù)合鍍鍍鎳_磷_ 碳-氧合金復(fù)合鍍層的化學(xué)復(fù)合鍍液制品按下列原料配比和方法配制：稱取
1，4一丁炔二醇C4H4(OH)2 60?200亳克，加蒸餾水1000毫升，攪拌 至溶解完全，用氨水或氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)PH=6.0?8.5,制成鎳-磷-碳-氧 復(fù)合鍍層的化學(xué)復(fù)合鍍鍍液制品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種化學(xué)復(fù)合鍍鎳-磷-碳-氧合金的方法， 其特征在于復(fù)合鍍鍍鎳-磷-碳-氧合金復(fù)合鍍層的化學(xué)復(fù)合鍍液制品最 佳配制原料配比和配制方法為:稱取
硫酸鎳NiS04 •6H20 34克
次磷酸鈉NaH2P02 • H20 38克
檸橡酸鈉 Na3C6H507 • 2H20 21 克
氟化鈉NaF 6.3克 醋酸銨NHUAC 33克
1， 4-丁炔二醇 C4H4(OH)2 120 毫克 加蒸餾水1000毫升，攪拌至溶解完全，用氨水或氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)PH6.5 制成鎳-磷-碳-氧合金復(fù)合鍍層的化學(xué)鍍液制品。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種化學(xué)復(fù)合鍍鎳-磷-碳-氧合金的方 法，其特征是施鍍時(shí)加熱溫度68?80*C,靜置施鍍1-1.5小時(shí)，控制溫 度74土 1°C，控制pH等于6.5.
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種化學(xué)復(fù)合鍍鎳-磷•碳-氧合金的方 法，其特征在于利用化學(xué)復(fù)合鍍鍍Ni—P—C一O合金鍍層的化學(xué)復(fù)合鍍鍍 液鍍成的Ni—P—C—0合金鍍層產(chǎn)品。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種化學(xué)復(fù)合鍍鎳-磷-碳-氧合金的方法，其 特征是施鍍鍍件材料為銅件。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種化學(xué)復(fù)合鍍鎳-碳-氧合金的方法，其 特征是施鍍鍍件材料為鐵件。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種化學(xué)復(fù)合鍍鎳-磷-碳-氧合金的方法， 其特征是施鍍鍍件材料為非金屬件。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種化學(xué)復(fù)合鍍鎳-磷-碳-氧合金的方法，其 特征是施鍍鍍件材料為玻璃。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種化學(xué)復(fù)合鍍鎳-磷-碳-氧合金的方法，其 特征是施鍍鍍件材料為塑料。
一種化學(xué)復(fù)合鍍鎳-磷-碳-氧合金的方法
技術(shù)領(lǐng)域：本發(fā)明涉及金屬表面和某些非金屬表面的處理，特別是 涉及一種化學(xué)復(fù)合鍍鍍鎳-磷-碳-氧合金鍍層的化學(xué)復(fù)合鍍鍍液的制備 方法及用該化學(xué)復(fù)合鍍液鍍成的Ni-P»C-0合金鍍層。
現(xiàn)有技術(shù)：化學(xué)鍍鎳是采用鎳鹽和還原劑在同一溶液中進(jìn)行自催 化的氧化還原反應(yīng)而在固體表面沉積出金屬鍍層的成膜技術(shù)，故稱為自 催化鍍技術(shù)，是一種新興的表面工程技術(shù)，有關(guān)這方面技術(shù)的文章或?qū)?利如：饒厚曾，李國(guó)華等.低溫堿性化學(xué)鍍鎳，[J].電鍍與精飾，1997,19(3): 9?11;孫冬柏等.《化學(xué)鎳鉻磷非晶態(tài)合金的溶液及其鍍覆方法》，申請(qǐng) 號(hào)97115250.0;宋晶，沈啟賢《一種鎳•磷合金化學(xué)鍍層的化學(xué)鍍液的制 備方法及其制品》，申請(qǐng)?zhí)?2135986.5。現(xiàn)有的自催化鍍鎳磷合金滿足 不了各種工業(yè)部門對(duì)鍍層硬度耐磨性，耐蝕性、自潤(rùn)滑性、導(dǎo)電性等多 方面的要求，使得國(guó)內(nèi)外許多專家學(xué)者又大量地研究了在Ni-P合金中摻 雜固體惰性微粒的復(fù)合相鍍層，稱化學(xué)復(fù)合鍍技術(shù)，化學(xué)復(fù)合鍍技術(shù)是 近20年發(fā)展起來(lái)的制備金屬基復(fù)合材料的一種方法，有關(guān)這方面的文獻(xiàn) 資料如郭忠誠(chéng).Ni-B-SiC化學(xué)復(fù)合鍍的研究及應(yīng)用，[J]•材料保護(hù)， 1995，25(4):34?36;湯酸寧，謝友桕.Ni-P-PTEE復(fù)合鍍層的研究及應(yīng)用 [J]•材料保護(hù)，1995,28(7):10?11;陽(yáng)范文.Ni-P-SiC化學(xué)復(fù)合鍍研究，[J]. 桂林工學(xué)院學(xué)報(bào)，1998,18(2): 187?189;化學(xué)復(fù)合鍍技術(shù)是通過(guò)還原劑將金屬離子還原，并與鍍液中的陶瓷，樹(shù)脂或礦物等微粒共沉積而形成 復(fù)合鍍層、由于鍍液中存在的陶瓷、樹(shù)脂或礦物等高度分散的微粒，因 顆粒尺寸效應(yīng)和巨大的比表面積，施鍍時(shí)鍍液很不穩(wěn)定，鍍液維護(hù)和保 養(yǎng)難度大，使絕大多數(shù)化學(xué)復(fù)合鍍工藝均沒(méi)有在工業(yè)生產(chǎn)中大規(guī)模應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容：本發(fā)明的目的在于克服上述化學(xué)復(fù)合鍍技術(shù)存在的缺 點(diǎn)，發(fā)明一種化學(xué)復(fù)合鍍鍍液很穩(wěn)定的，鍍液易于維護(hù)和保養(yǎng)的，使用 周期長(zhǎng)并適合在工業(yè)生產(chǎn)中大規(guī)模應(yīng)用的化學(xué)復(fù)合鍍方法以及應(yīng)用此方 法制得的合金鍍層產(chǎn)品，具體來(lái)說(shuō)，就是發(fā)明一種化學(xué)復(fù)合鍍鍍 Ni-P-C-O合金復(fù)合鍍層的鍍液以及利用此鍍液鍍出的含Ni-P-C-O合金 復(fù)合鍍層的產(chǎn)品。
本發(fā)明的目的是通過(guò)如下技術(shù)措施來(lái)實(shí)現(xiàn)的，即采用單一絡(luò)合劑檸 橡酸鈉、緩沖劑醋酸銨和加速劑氟化鈉、光亮劑1, 4一丁炔二醇的優(yōu)化 搭配，在熱力學(xué)不穩(wěn)定的氧化還原體系中，使得光亮劑1，4一丁炔二醇 不但吸附于鍍層表面，而且參與體系的氧化還原反應(yīng)，通過(guò)體系自由基 能量的最低組合，從而得到具有鎳-磷•碳-氧四種元素的復(fù)合鍍層，完 全克服了一般復(fù)合鍍方法在鍍液中加固體微粒而生成復(fù)合鍍層的方 法，由于鍍液是一種均相溶液，因而穩(wěn)定性好，使用周期長(zhǎng)，鍍液 易于維護(hù)保養(yǎng)。
本發(fā)明工藝流程與一般復(fù)合鍍工藝流程相同，即鍍件化學(xué)除油 —酸洗、水洗、堿洗、水洗一活化—化學(xué)復(fù)合鍍一水洗吹干。在工 藝流程中，鍍件的活化是本工藝不可缺少的特征，化學(xué)復(fù)合鍍液的 配方，配制方法和化學(xué)復(fù)合鍍的工藝條件是本發(fā)明特有的。
鍍件的活化是將鍍件經(jīng)化學(xué)除油，并經(jīng)酸洗、水洗、堿洗、水 洗后，投入5%?10%的鹽酸溶液中浸泡20?60秒種，取出水洗干 凈后再投入化學(xué)復(fù)合鍍鍍鎳-磷-碳-氧合金鍍層的化學(xué)復(fù)合鍍液中。
鍍鎳-磷-碳-氧合金復(fù)合鍍層的化學(xué)復(fù)合鍍鍍液制品按下列原料 配比和方法配制：稱取化學(xué)純或分析純的硫酸鎳NiS04 «H：0 33-36 g，次磷酸鈉 NaH2P02 *H20 36-42g,檸檬酸鈉 Na3C6H507 *2H20 20-24 g，氟化鈉 NaF 6.2-6.6 g,醋酸銨 NH4Ac 31-35 g, 1,4-丁炔二醇 C4H4(OH)260?200mg,加蒸餾水1000mL，攪拌至溶解完全，用氨水或氫氧化 鈉溶液調(diào)節(jié)pH=6.0?8.5，制成鍍鎳-磷-碳-氧復(fù)合鍍層的化學(xué)復(fù)合 鍍液制品。鍍鎳-磷-碳-氧復(fù)合鍍層的化學(xué)復(fù)合鍍鍍液制品最佳配制 原料配比和配制方法為：稱取化學(xué)純或分析純的 硫酸鎳NiS04 • 6H20 34克次磷酸鈉NaH2P02 • H20 38克檸檬酸鈉 Na3C6H507 • 2H20 21 克氟化鈉 NaF 6.3 克醋酸銨 NH4Ac 33 克 1，4-丁炔二醇C4H4(OH)2 120毫克，加蒸餾水1000毫升，攪拌至溶解 完全，用氨水或氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)PH=6.5制成鍍鎳-磷-碳-氧復(fù)合鍍鍍 層的化學(xué)鍍液制品。
本發(fā)明對(duì)鍍件施鍍條件是：化學(xué)復(fù)合鍍鍍液溫度68?80°C,最 佳溫度74土 1°C，靜置施鍍1-1.5小時(shí)，而一般化學(xué)復(fù)合鍍都是采用 攪拌施鍍的方法。
本發(fā)明不僅可以對(duì)活動(dòng)順序比鎳不活潑的金屬如銅件施鍍，而且可以對(duì)活動(dòng)順序比鎳活潑的金屬如鐵件施鍍;不僅可以對(duì)金屬物質(zhì)施鍍，而且還可以對(duì)非金屬物貭如塑料，玻璃施鍍。
在本發(fā)明的化學(xué)復(fù)合鍍鍍液中加入其他金屬鹽如鈷鹽或鈰鹽， 可以生成相應(yīng)的鎳-磷-鉆合金鍍層或鎳-磷-鈰合金鍍層，從而滿足在 航空、航天、機(jī)械、電子，石油化工等領(lǐng)域?qū)?fù)合鍍層的特殊需要。 實(shí)施例1、對(duì)銅件施鍍：取20X20mm銅片三片，經(jīng)打磨、堿洗除 油后經(jīng)酸洗、水洗、堿洗、水洗，然后置于5%-10%的鹽酸溶液中 活化20?60Sec，用水沖洗后進(jìn)行施鍍。
按實(shí)驗(yàn)1、實(shí)驗(yàn)2和實(shí)驗(yàn)3的配料稱取原料，分別加入到1000ml蒸餾水中，在常溫常壓下攪拌至溶解完全，用l%NaOH溶液調(diào)節(jié)PH=6.5，將 處理好的銅片分別投入實(shí)驗(yàn)K實(shí)驗(yàn)2、實(shí)驗(yàn)3配制好的化學(xué)復(fù)合鍛鍍液 中，升高溫度至74土 110，靜置施鍍1小時(shí)，即得到鎳-磷-碳-氧合金光亮復(fù)合鍍層。
從實(shí)施例1可知，在上述三種復(fù)合鍍鍍液配方和施鍍條件范圍內(nèi)，在銅基上都能得到Ni— P — C一O合金的復(fù)合鍍層，其中以實(shí)驗(yàn)3最好。
實(shí)施例2，對(duì)鐵件施鍍，鍍液組成和操作條件同實(shí)施例1，試驗(yàn)結(jié)果如下:
從實(shí)施例2可知，在上述三種復(fù)合鍍鍍液配方和施鍍條件范圍內(nèi)，在鐵電極上都能得出Ni—P—C一O合金的復(fù)合鍍層，其中以實(shí)驗(yàn)3最好。 實(shí)施例3，對(duì)經(jīng)過(guò)氣化鈀活化的玻璃施鍍，鍍液組成和操作條件同實(shí)施
例1，試驗(yàn)結(jié)果如下:
上述實(shí)施例1、2、3還對(duì)PH和溫度范圍做了試驗(yàn)，施鍍溫度在68?80 °0和PH=6.0?8.5范圍內(nèi)，在上述基體上都能得到Ni—P — C—O合金鍍層。
除上述實(shí)驗(yàn)外，本發(fā)明還對(duì)塑料進(jìn)行復(fù)合鍍，也能得到Ni — P —C 一0合金復(fù)合鍍鍍層
本發(fā)明產(chǎn)品鍍層除具有一般化學(xué)鍍鎳磷鍍層的結(jié)晶致密，厚度均勻 光滑，結(jié)構(gòu)牢固，耐磨、硬度高等優(yōu)點(diǎn)外，特別具有耐蝕性，在40%HN03 溶液中浸泡半小時(shí)也不產(chǎn)生氣泡或變黑，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)現(xiàn)有技術(shù)。本發(fā)明復(fù) 合鍍鍍液穩(wěn)定性好，能使用8個(gè)周期(初始鎳鹽被消耗而補(bǔ)加鎳鹽，補(bǔ) 加鎳鹽累計(jì)重量達(dá)初始鍍液中鎳鹽的重量時(shí)記作一個(gè)周期)，能滿足工業(yè) 生產(chǎn)需要，由于鍍液原材料組分少，易于對(duì)鍍液的維護(hù)和保養(yǎng)，且成本 低，環(huán)境污染少。本發(fā)明鎳鹽的利用率髙，體系PH調(diào)節(jié)范圍及溫度控 制范圍寬，便于生產(chǎn)控制，能有效地降低生產(chǎn)成本。由于鍍液中避免了 Ni—P合金中摻雜固體微粒而影響穩(wěn)定性問(wèn)題，可以重復(fù)生產(chǎn)并穩(wěn)定使 用，特別適于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)。本發(fā)明所得鍍層質(zhì)量好，耐腐蝕特別 強(qiáng)，硬度和耐磨性優(yōu)于現(xiàn)有水平。
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