專利名稱：鎳基復(fù)合材料復(fù)合電鑄制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明設(shè)計一種鎳基復(fù)合材料復(fù)合電鑄制備方法，屬復(fù)合電鍍技術(shù)領(lǐng)域。
本發(fā)明的技術(shù)方案是以復(fù)合電沉積原理為基礎(chǔ)，用金屬鎳作陽極材料，厚度為1mm的金屬鎳板作為陰極沉積母體，在復(fù)合電鍍槽中選擇配制電鑄鍍液。將增強(qiáng)體(在電鑄鍍液中的濃度范圍為5～100g/L)添加到電鑄鍍液中，并加入共沉積促進(jìn)劑，然后通電使金屬鎳離子與增強(qiáng)體共同沉積在陰極母體上，最后將復(fù)合電鑄鍍層從陰極上剝離而得到整體增強(qiáng)鎳基復(fù)合材料。
本發(fā)明的電鑄鍍液可分別選用硫酸鹽電鑄液、氨基磺酸鹽、硫酸鹽-氯化物和高速電鑄鎳電鑄液。增強(qiáng)體可選用不同的種類，如顆粒(如SiC、BN、石墨、PFTE等顆粒)、晶須(如SiC晶須)、以及短纖維(如石墨纖維、碳纖維等)，以制備出多種增強(qiáng)鎳基復(fù)合材料。所采用的共沉積促進(jìn)劑為陽離子氟碳表面活性劑(FC)、三乙醇胺、六次甲基四胺和硫脲四種添加劑混和配制所得，其在電鑄鍍液中的成分配比為陽離子氟碳表面活性劑1～5g/L，三乙醇胺30～80ml/L，六次甲基四胺10～50g/L，硫脲0～30mg/L。
本發(fā)明是在水溶液中進(jìn)行，溫度不超過90℃，而且只需在一般電鍍設(shè)備基礎(chǔ)上略加改造就可用作該復(fù)合電鑄設(shè)備，成本較低。另外通過調(diào)整工藝參數(shù)可有效控制增強(qiáng)體在鎳基復(fù)合材料中的含量和分布的均勻程度，從而使材料在較大范圍內(nèi)保持較好的物理及力學(xué)性能。本發(fā)明制備的鎳基復(fù)合材料增強(qiáng)顆粒分布均勻、整體厚度相對普通電鍍鍍層較大、性能優(yōu)異。
在SiCp加入電鑄鍍液中之前，先用純凈水與部分配制好的共沉積促進(jìn)劑混和溶解，再將SiCp放入其中進(jìn)行攪拌處理以打碎團(tuán)聚的SiCp，并脫去SiCp表面的雜質(zhì)。之后，將SiCp和共沉積促進(jìn)劑一起放入電鑄鍍液中，并不斷攪拌電鑄鍍液。電鍍槽中采用自行研制的板式升降攪拌器，在電鑄復(fù)合槽的底部安裝一片鉆有許多小孔的平板，通過電機(jī)的作用在槽內(nèi)上下往復(fù)運(yùn)動使顆粒在鍍液中均勻懸浮分散。通電使SiCp與鎳離子共同沉積在陰極母體上。調(diào)整工藝參數(shù)陰極電流密度為6A/dm2；施鍍溫度為25℃；攪拌頻率為60r/min。整個通電制備過程中要不斷攪拌電鑄鍍液。
所得Ni/SiCp復(fù)合材料中SiCp含量為29％(體積百分比)，而且SiCp在材料中分布均勻。而且材料表面平整性、光潔度較好。
在SiC晶須加入電鑄鍍液中之前，先用純凈水與部分配制好的共沉積促進(jìn)劑混和溶解，再將SiC晶須放入其中進(jìn)行攪拌處理以打碎團(tuán)聚的SiC晶須，并脫去SiC晶須表面的雜質(zhì)。之后，將SiC晶須和共沉積促進(jìn)劑一起放入電鑄鍍液中，并不斷攪拌電鑄鍍液。電鍍槽中采用自行研制的板式升降攪拌器，在電鑄復(fù)合槽的底部安裝一片鉆有許多小孔的平板，通過電機(jī)的作用在槽內(nèi)上下往復(fù)運(yùn)動使顆粒在鍍液中均勻懸浮分散。通電使SiC晶須與鎳離子共同沉積在陰極基板上。調(diào)整工藝參數(shù)陰極電流密度為6A/dm2；施鍍溫度為25℃；攪拌頻率為60r/min。整個通電制備過程中要不斷攪拌電鑄鍍液。
所得SiC晶須增強(qiáng)鎳基復(fù)合材料中SiC晶須含量為26％(體積百分比)，而且SiC晶須在材料中分布均勻。材料表面較例1所制材料的平整性、光潔度稍微差一點(diǎn)，這是由于較大尺寸的SiC晶須加入的結(jié)果。
在SiCp加入電鑄鍍液中之前，先用純凈水與部分配制好的共沉積促進(jìn)劑混和溶解，再將SiCp放入其中進(jìn)行攪拌處理以打碎團(tuán)聚的SiCp，并脫去SiCp表面的雜質(zhì)。之后，將SiCp和共沉積促進(jìn)劑一起放入電鑄鍍液中，并不斷攪拌電鑄鍍液。電鍍槽中采用自行研制的板式升降攪拌器，在電鑄復(fù)合槽的底部安裝一片鉆有許多小孔的平板，通過電機(jī)的作用在槽內(nèi)上下往復(fù)運(yùn)動使顆粒在鍍液中均勻懸浮分散。通電使SiCp與鎳離子共同沉積在陰極基板上。調(diào)整工藝參數(shù)陰極電流密度為6A/dm2；施鍍溫度為25℃；攪拌頻率為60r/min。整個通電制備過程中要不斷攪拌電鑄鍍液。
所得Ni/SiCp復(fù)合材料中SiCp含量為26％(體積百分比)，而且SiCp在材料中分布均勻。
權(quán)利要求
1.一種鎳基復(fù)合材料復(fù)合電鑄制備方法，其特征在于用金屬鎳作陽極材料，金屬鎳板作為陰極沉積母體，在復(fù)合電鍍槽中的電鑄鍍液中，添加5～100g/L的增強(qiáng)體和由陽離子氟碳表面活性劑1～5g/L，三乙醇胺30～80ml/L，六次甲基四胺10～50g/L，硫脲0～30mg/L混合配置所得的共沉積促進(jìn)劑，通電使金屬鎳離子與增強(qiáng)體共同沉積在陰極母體上，再將復(fù)合電鑄鍍層從陰極上剝離而得到整體增強(qiáng)鎳基復(fù)合材料。
2.如權(quán)利要求1所說的鎳基復(fù)合材料復(fù)合電鑄制備方法，其特征在于電鑄鍍液選用硫酸鹽電鑄液、氨基磺酸鹽、硫酸鹽-氯化物或高速電鑄鎳電鑄液。
3.如權(quán)利要求1所說的鎳基復(fù)合材料復(fù)合電鑄制備方法，其特征在于增強(qiáng)體選用SiC、BN、石墨、PFTE等顆?；騍iC晶須或石墨纖維、碳纖維等。
全文摘要
一種鎳基復(fù)合材料復(fù)合電鑄制備方法,用金屬鎳作陽極材料,金屬鎳板作為陰極沉積母體,在電鑄鍍液中添加增強(qiáng)體和由陽離子氟碳表面活性劑、三乙醇胺、六次甲基四胺、硫脲混合配置所得的共沉積促進(jìn)劑,通電使金屬鎳離子與增強(qiáng)體共同沉積在陰極母體上,再將復(fù)合電鑄鍍層從陰極上剝離而得到整體增強(qiáng)鎳基復(fù)合材料。本發(fā)明結(jié)合復(fù)合電沉積原理和電鑄技術(shù),在工藝成本相對較低,操作溫度不高的情況下,制備的鎳基復(fù)合材料增強(qiáng)顆粒分布均勻、整體厚度對普通電鍍鍍層較大、性能優(yōu)異。
文檔編號C25D1/00GK1362540SQ0113913
公開日2002年8月7日 申請日期2001年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月20日
發(fā)明者胡文彬, 胡國華, 朱建華, 沈彬, 劉磊 申請人:上海交通大學(xué)