一種化學(xué)鍍高磷鎳?磷合金的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種化學(xué)鍍高磷鎳?磷合金的方法。本發(fā)明發(fā)現(xiàn)苯駢三氮唑和苯駢咪唑兩種有機(jī)含氮化合物復(fù)配，對(duì)檸檬酸體系化學(xué)鍍高磷鎳?磷合金具有加速和穩(wěn)定作用，N?2?羥基乙基乙二胺三乙酸對(duì)檸檬酸體系化學(xué)鍍高磷鎳?磷合金鍍層具有增磷作用，并成功應(yīng)用于鋁合金化學(xué)鍍高磷鎳?磷合金生產(chǎn)實(shí)際中，取得良好效果；采用本發(fā)明進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室施鍍，鍍液使用壽命可達(dá)8個(gè)金屬周期，平均鍍速為10.3μm/h，鍍層平均磷含量為11.6％，與傳統(tǒng)工藝相比，鍍液壽命增加60％，鍍速增大25％，鍍層磷含量增加10.5％。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
-種化學(xué)媳高磯鎮(zhèn)-磯合金的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于材料科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種化學(xué)鍛高憐儀-憐合金的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 化學(xué)鍛儀-憐合金技術(shù)可W賦予材料表面耐蝕性高、耐磨性好等諸多優(yōu)異性能，被 廣泛應(yīng)用于航空、航天等高技術(shù)領(lǐng)域中，W解決侶合金材料表面耐腐蝕性差的主要問(wèn)題。對(duì) 于航天領(lǐng)域，為了保證航天器在自然條件極為苛刻的太空正常工作，除了要求接插件零件 耐蝕性高外，還要求其有很高的信號(hào)屏蔽性，采用化學(xué)鍛高憐(鍛層中憐含量大于9%)儀- 憐合金技術(shù)，由于鍛層是非磁性的，可W滿(mǎn)足接插件零件同時(shí)具有耐蝕性高、信號(hào)屏蔽性好 的技術(shù)要求。由于化學(xué)鍛高憐儀-憐合金鍛層需要采用對(duì)二價(jià)儀離子具有強(qiáng)絡(luò)合能力的絡(luò) 合劑，使得鍛液中游離儀離子濃度低，鍛速較慢，尤其在施鍛后期鍛速很慢，工效極低，鍛液 使用5個(gè)周期后就得報(bào)廢，施鍛成本高。如果采用對(duì)二價(jià)儀離子絡(luò)合能力較低的絡(luò)合劑，雖 然可W增加鍛速，提高工效，但鍛層的耐蝕性和憐含量都將降低，無(wú)法滿(mǎn)足宇航中對(duì)接插件 表面非磁性(信號(hào)屏蔽性)和高耐蝕性的要求。
[0003] 為了解決侶合金表面化學(xué)鍛高憐儀-憐合金工藝鍛速與鍛層憐含量呈負(fù)相關(guān)性的 矛盾，目前主要采用縮短鍛液使用壽命(不大于5個(gè)金屬周期），盡可能兼顧鍛速與鍛層憐含 量在可接受范圍內(nèi)。運(yùn)種方法必然導(dǎo)致施鍛成本高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是:提供了一種化學(xué)鍛高憐儀-憐合金的方法，它能同時(shí)兼顧鍛速與 鍛層憐含量，并且施鍛成本低，W克服現(xiàn)有技術(shù)不足。
[0005] 本發(fā)明是運(yùn)樣實(shí)現(xiàn)的:化學(xué)鍛高憐儀-憐合金的方法，包括如下步驟：
[0006] 1)將基礎(chǔ)鍛液放入恒溫水浴(帶有磁力攬拌裝置)中，加熱升溫至85~9(TC ;
[0007] 2)將鍛片經(jīng)過(guò)打磨、除油、水洗、表面活化、再次水洗及預(yù)鍛儀工序，實(shí)現(xiàn)前處理； [000引3)將經(jīng)過(guò)前處理的鍛片放入裝有基礎(chǔ)鍛液的槽液中進(jìn)行化學(xué)鍛儀；
[0009] 4)再將經(jīng)過(guò)化學(xué)鍛儀的鍛片浸入銘酸鹽溶液中進(jìn)行純化處理；
[0010] 5)將純化后的鍛片用去離子水洗凈后擦干，即完成了化學(xué)鍛高憐儀-憐合金。
[0011] 配置50L基礎(chǔ)鍛液的配置包括如下步驟：
[0012] a)先用30-4化純水溶解10-1化g硫酸儀，充分溶解完畢后，在攬拌下條件加入6- 7kg巧樣酸、1-1.5g穩(wěn)定劑、0.8-lg光亮劑及0.2-0.3g潤(rùn)濕劑，充分?jǐn)埌杌旌暇鶆蚝?，再加?純水定容至50L，作為A液；
[0013] b)先用30-4化純水溶解7-化g次憐酸鋼，充分溶解完畢后，在攬拌下加入3.5-4kg 結(jié)晶乙酸鋼、2-2.5kg巧樣酸、1.5-?穩(wěn)定劑、3-3.5g光亮劑及1-1.5g潤(rùn)濕劑，充分?jǐn)埌杌旌?均勻后，再加入純水定容至50L，作為B液；
[0014] C)先用30-4化純水溶解15-18kg-水次憐酸鋼，充分溶解完畢后，加入3.5-4kg結(jié) 晶乙酸鋼，0.4-0.6g潤(rùn)濕劑及0.5-lg穩(wěn)定劑，充分?jǐn)埌杌旌暇鶆蚝?，再加入純水定容?0L， 作為c液；
[0015] d)在鍛槽中按加入化A液及l(fā)OL純水，在攬拌條件下加入lOL B液，混合均勻后調(diào) 節(jié)pH值至4.5-4.7，用純水定容至50L，即配置獲得基礎(chǔ);C液作為還原劑的消耗補(bǔ)充液。
[0016] 所述的穩(wěn)定劑為苯拼S氮挫及苯拼咪挫，苯拼S氮挫與苯拼咪挫的濃度比為4-8: 1-6;所述的光亮劑為化晚鐵鹽丙烷橫酸鹽;所述的潤(rùn)濕劑為0P-10。
[0017] 步驟3)中所述的進(jìn)行化學(xué)鍛儀，具體是，將鍛槽中的基礎(chǔ)鍛液加熱至85-9(TC后進(jìn) 行化學(xué)鍛儀操作;施鍛過(guò)程中每30min向鍛槽中按1:1的體積比加入A液及C液，并采用1+1氨 水調(diào)節(jié)PH值;A液及C液的加入體積總量為基礎(chǔ)鍛液體積量的1-2%。
[0018] 由于采用了上述技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明根據(jù)含氮有機(jī)物中氮原子上 有空軌道運(yùn)送自由電子，有助于次亞憐酸分子中憐-氨鍵的斷裂，從而提高化學(xué)鍛儀的沉積 速率，同時(shí)穩(wěn)定增加鍛層中憐含量的原理，從含氮有機(jī)物中篩選巧樣酸體系侶合金化學(xué)鍛 高憐儀-憐合金的加速劑和鍛層增憐劑，發(fā)現(xiàn)苯拼=氮挫和苯拼咪挫兩種有機(jī)含氮化合物 復(fù)配，對(duì)巧樣酸體系化學(xué)鍛高憐儀-憐合金具有加速和穩(wěn)定作用，N-2-徑基乙基乙二胺=乙 酸對(duì)巧樣酸體系化學(xué)鍛高憐儀-憐合金鍛層具有增憐作用，并成功應(yīng)用于侶合金化學(xué)鍛高 憐儀-憐合金生產(chǎn)實(shí)際中，取得良好效果;采用本發(fā)明進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室施鍛，鍛液使用壽命可達(dá)8 個(gè)金屬周期，平均鍛速為10.3皿A，鍛層平均憐含量為11.6%，與傳統(tǒng)工藝相比，鍛液壽命 增加60%，鍛速增大25%，鍛層憐含量增加10.5%。
【附圖說(shuō)明】
[0019] 附圖1為本發(fā)明的產(chǎn)品的質(zhì)量檢測(cè)報(bào)告。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 本發(fā)明的實(shí)施例1:化學(xué)鍛高憐儀-憐合金的方法，
[0021] 1、配液及配槽方法
[0022] (1)配制A液（W配制50L為例）
[0023] 先用3化左右純水溶解12.5kg硫酸儀，溶解完后，在攬拌下加入巧樣酸6.5g，苯拼 S氮挫0.75g，苯拼咪挫0.35g，PPS 0.875g，0P-10 0.25g，充分?jǐn)埌杌旌暇鶆蚝?，定容?50L。
[0024] (2)配制B液m配制50L計(jì)算）
[0025] 先用3化左右純水溶解8.0kg次憐酸鋼，溶解完后，在攬拌下加入結(jié)晶乙酸鋼 3.化g，巧樣酸2.12化g，苯拼S氮挫 1.125g，苯拼咪挫0.575g，PPS 3.3125g，0P-10 1.125邑， 充分?jǐn)埌杌旌暇鶆蚝螅ㄈ葜?0L。
[0026] (3)配制C液(添加用，W配制50L計(jì)算）
[0027] 用3化純水溶解16.01^次憐酸鋼(一水），溶解完后，加入結(jié)晶乙酸鋼3.751^，0口-10 500mg，苯拼S氮挫0.50g，苯拼咪挫0.25g，充分?jǐn)埌杌旌暇鶆蚝蠖ㄈ葜?0L備用。
[0028] (4)配槽配制50L計(jì)算）
[0029] 在鍛槽中加入化A液，再加入純水10L，在攬拌條件下加入配制好的B液10L，混合 均勻后測(cè)試pH值(正常約在4.6左右），調(diào)節(jié)至4.60，定容至50L。
[0030] (5)施鍛
[0031] 槽液加熱至87°C即可進(jìn)行化學(xué)鍛儀操作。施鍛過(guò)程中每30min向鍛槽中添加 A液、C 液各375mL，l+l 氨水 120mL。
[0032] 2、開(kāi)槽控制點(diǎn)
[0033] (1)保證次憐酸鋼的濃度并使其完全溶解；
[0034] (2)各種組分均需溶解完全；
[0035] (3)開(kāi)槽液抑值在4.6左右；
[0036] (4)鍛液溫度小于90°C;
[0037] (5)控制硫酸儀(六水)濃度不超過(guò)25g/l;
[0038] (6)在條件容許的情況下，工作液開(kāi)槽后，在約80°C保溫1小時(shí)再進(jìn)行化學(xué)鍛儀。
[0039] 3、鍛液維護(hù)
[0040] (1)鍛液金屬儀的消耗由A液補(bǔ)充，還原劑(次憐酸鋼)的消耗由C液補(bǔ)充。為穩(wěn)定鍛 液組成，需要定期(次/2h)分析鍛液中儀（n)離子濃度、次憐酸根離子濃度及抑值，根據(jù)分 析結(jié)果適時(shí)調(diào)整A液、C液和氨水的添加量。添加時(shí)，先加 A液，再加 C液。
[0041] (2)進(jìn)入第四周期后，由于亞憐酸鹽的積累，鍛速會(huì)減慢，可W通過(guò)提高主鹽濃度 或者溫度來(lái)提高鍛速，但溫度的提高一定要謹(jǐn)慎進(jìn)行，詳見(jiàn)表1。
[0042] (3)在鍛液停止工作時(shí)，要將鍛液溫度降低至60°C左右。當(dāng)發(fā)現(xiàn)鍛液因?yàn)樗謸]發(fā) 而變濃時(shí)，要及時(shí)補(bǔ)加純水至工作體積。
[0043] (4)鍛液要連續(xù)過(guò)濾(過(guò)濾頻率為2次/小時(shí)），去除可能出現(xiàn)的細(xì)小微粒。
[0044] (5)各周期的工藝參數(shù)控制參考值如下：
[0045] 表1各周期參數(shù)控制表
[Op/IAl
[0047] 4、鍛液維護(hù)控制點(diǎn)
[004引 l)pH 值
[0049] pH值關(guān)系到鍛液穩(wěn)定性和鍛層質(zhì)量，必需嚴(yán)格控制在工藝要求范圍內(nèi)。氨水應(yīng)根 據(jù)測(cè)定值補(bǔ)加，不能因追求鍛速而大幅增加鍛液pH值，導(dǎo)致沉淀產(chǎn)生。
[0化0] 2)溫度
[0051]溫度直接影響到鍛速、開(kāi)槽鍛層的耐蝕性，其控制參照表1操作。
[0化2] 3)主鹽濃度
[0053] 主鹽濃度變化將對(duì)鍛速及鍛液穩(wěn)定性產(chǎn)生重要影響，其濃度控制參照表1操作。
[0054] 本發(fā)明曾在工廠(chǎng)進(jìn)行放大實(shí)驗(yàn)，其檢測(cè)結(jié)果如圖1所示，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到預(yù)期 值。
[0055] 本發(fā)明適用于在碳鋼、侶合金等金屬材料表面鍛覆高憐儀-憐合金鍛層，各種原材 料及添加劑容易購(gòu)買(mǎi)，使用方便，可大幅減少施鍛成本，是一種經(jīng)過(guò)了生產(chǎn)實(shí)際檢驗(yàn)的可行 技術(shù)，具有良好的應(yīng)用前景及經(jīng)濟(jì)效益。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種化學(xué)鍍高磷鎳-磷合金的方法，其特征在于:包括如下步驟： 1) 將基礎(chǔ)鍍液放入恒溫水浴中，在攪拌條件下加熱升溫至85~90°C ; 2) 將鍍片經(jīng)過(guò)打磨、除油、水洗、表面活化、再次水洗及預(yù)鍍鎳工序，實(shí)現(xiàn)前處理； 3) 將經(jīng)過(guò)前處理的鍍片放入裝有基礎(chǔ)鍍液的槽液中進(jìn)行化學(xué)鍍鎳； 4) 再將經(jīng)過(guò)化學(xué)鍍鎳的鍍片浸入鉻酸鹽溶液中進(jìn)行鈍化處理； 5) 將鈍化后的鍍片用去離子水洗凈后擦干，即完成了化學(xué)鍍高磷鎳-磷合金。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)鍍高磷鎳-磷合金的方法，其特征在于:配置50L基礎(chǔ)鍍液 的配置包括如下步驟： a) 先用30-40L純水溶解10-15kg硫酸鎳，充分溶解完畢后，在攪拌下條件加入6-7kg檸 檬酸、1-1.5g穩(wěn)定劑、0.8-lg光亮劑及0.2-0.3g潤(rùn)濕劑，充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆蚝螅偌尤爰兯?定容至50L，作為A液； b) 先用30-40L純水溶解7-9kg次磷酸鈉，充分溶解完畢后，在攪拌下加入3.5-4kg結(jié)晶 乙酸鈉、2-2.5kg檸檬酸、1.5-2g穩(wěn)定劑、3-3.5g光亮劑及1-1.5g潤(rùn)濕劑，充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆?后，再加入純水定容至50L，作為B液； c) 先用30-40L純水溶解15-18kg-水次磷酸鈉，充分溶解完畢后，加入3.5-4kg結(jié)晶乙 酸鈉，0.4-0.6g潤(rùn)濕劑及0.5-lg穩(wěn)定劑，充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆蚝?，再加入純水定容?0L，作為 C液； d) 在鍍槽中按加入5L A液及10L純水，在攪拌條件下加入10LB液，混合均勻后調(diào)節(jié)pH值 至4.5-4.7，用純水定容至50L，即配置獲得基礎(chǔ);C液作為還原劑的消耗補(bǔ)充液。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的化學(xué)鍍高磷鎳-磷合金的方法，其特征在于:所述的增磷劑為 N-2-羥基乙基乙二胺三乙酸，所述的穩(wěn)定劑為苯駢三氮唑及苯駢咪唑，苯駢三氮唑與苯駢 咪唑的濃度比為4-8:1-6;所述的光亮劑為吡啶鑰鹽丙烷磺酸鹽;所述的潤(rùn)濕劑為0P-10。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的化學(xué)鍍高磷鎳-磷合金的方法，其特征在于:步驟3)中所述的 進(jìn)行化學(xué)鍍鎳，具體是，將鍍槽中的基礎(chǔ)鍍液加熱至85-90°C后進(jìn)行化學(xué)鍍鎳操作;施鍍過(guò) 程中每30min向鍍槽中按1:1的體積比加入A液及C液，并采用1+1氨水調(diào)節(jié)PH值;A液及C液的 加入體積總量為基礎(chǔ)鍍液體積量的1-2%。
【文檔編號(hào)】C23C18/36GK106048567SQ201610693187
【公開(kāi)日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年8月21日
【發(fā)明人】劉定富, 李 雨, 舒剛
【申請(qǐng)人】貴州大學(xué)