專利名稱：在金屬基體表面形成峰狀凸起鎳鍍層的制備工藝的制作方法
在金屬基體表面形成峰狀凸起鎳鍍層的制備工藝
本發(fā)明屬于表現(xiàn)處理技術(shù)領(lǐng)域，具體的說(shuō)是一種在金屬基體表面形成 峰狀凸起鎳鍍層的制備工藝。 [技術(shù)背景]
電鍍又稱為電沉積，是在直流電場(chǎng)的作用下，由陽(yáng)極、陰極及電解質(zhì) 溶液(鍍液)構(gòu)成回路，使溶液中的金屬離子沉積到陰極鍍件表面上的過(guò) 程，是在材料表面獲得金屬鍍層的主要方法之一。
通常情況下，電鍍作為材料表面改性的手段，主要用途是提高基體材 料的耐蝕性和/或耐磨性，又或者是使基體材料得到某種裝飾效果。因此， 多數(shù)電鍍工藝要求在基體上得到具有均勻厚度的鍍層。
為了提高鍍層厚度的均勻性， 一般采用在鍍液中加入整平劑的工藝方 法。其原理是加入整平劑后，電極表面上的凹陷處的電流密度將大于凸突 處的電流密度，此時(shí)在凹陷處的鍍層厚度大于凸突處的鍍層厚度。研究表 明，只有可在電極上吸附并對(duì)電沉積過(guò)程起阻化作用的添加劑才具有整平 作用；添加劑的整平能力同其陰極極化能力密切相關(guān)，只有增大陰極極化 的添加劑才有可能起到整平作用，而減小極化的物質(zhì)具有負(fù)整平作用。
居于上述原理，可以采用改變鍍液基本組成，加大氯離子濃度，加入 適當(dāng)?shù)奶砑觿?、調(diào)整陰極和陽(yáng)極之間的距離等方法，得到一種峰狀凸起形 貌特征的鍍層，并成為一種制備雙金屬?gòu)?fù)合材料的方法。通常在基體表面 沉積這種具有峰狀凸起的第二種金屬，可以采用釬焊、噴焊、雙金屬鑄造 或粉末冶金等工藝，與這些工藝相比，本發(fā)明具有工藝操作簡(jiǎn)單、低溫合 成、適應(yīng)范圍廣的特點(diǎn)。
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，采用獨(dú)特成分組成的鎳電鍍 液，并在鍍液中添加適量的負(fù)整平添加劑，在適當(dāng)?shù)碾婂児に嚄l件下，在 鋼和其他金屬基體上制備一種具有峰狀凸起形貌特征的鎳鍍層，并成為一 種制備雙金屬?gòu)?fù)合材料的方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，設(shè)計(jì)一種在金屬基體表面形成峰狀凸起鎳鍍層 的制備工藝，其特征在于(1)基礎(chǔ)鍍液配制按照如下重量份數(shù)比稱取
原料NiS046H20 200 380份、NiCl26H20 320~500份、NaH2P02H20 50 100份、H3B03 100 300份，上述各原料份數(shù)總計(jì)為1000份，然后加
入到iooo份水中，在8trc下進(jìn)行磁力攪拌至均勻，得到混合的基礎(chǔ)鍍
液；(2)負(fù)整平劑配置苯亞磺酸鈉2 5份、對(duì)氨基苯磺酸5 8份，或者 苯亞磺酸鈉4~10份、對(duì)氨基苯磺酸10~16份，混合均勻后待用；(3)成 品鍍液配置將制備好的負(fù)整平劑20份加入到基礎(chǔ)鍍液中，得到成品鍍 液；(4)鍍前處理將金屬基片預(yù)先加工成凹凸形貌，并進(jìn)行電凈和活化 處理；(5)施鍍采用純度超過(guò)99.9%的電解鎳片作為陽(yáng)極，待鍍的金屬 基片作為陰極進(jìn)行電鍍，電鍍的電流密度為2.5~10 A/dm2，陽(yáng)極與陰極之 間的距離為3 15mm，鍍液pH值3.5-5.0，溫度為45 65t:。 所述的電鍍?yōu)橹绷麟婂兓蛎}沖電鍍。
所述的金屬基體包括平面及曲面形貌的各種鋼材及其他金屬。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，所得Ni鍍層有顯著的峰狀凸起 形貌特征，且鍍層致密、與基片有良好結(jié)合。 [具體實(shí)施方式
]
下面對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
實(shí)施例1
將NiS04.6H20 300 g、 NiCl2.6H20 500 g、 NaH2P02'H20 50 g、 H3B03 150 g，加入到1000 ml水中，在80C下進(jìn)行磁力攪拌，攪拌均勻后得到基 礎(chǔ)鍍液；在另外容器中稱取苯亞磺酸鈉10 g，對(duì)氨基苯磺酸10 g，混合均 勻制成負(fù)整平劑；將其加入到上述基礎(chǔ)鍍液中，繼續(xù)攪拌鍍液30 min得到 均勻混合的成品鍍液。將事先進(jìn)行了表面凹凸處理的碳鋼片在丙酮溶液中 超聲清洗15 min，取出用去離子水清洗后，在10XHC1溶液中處理1 min 后，用去離子水反復(fù)沖洗干凈。采用電解鎳板作為陽(yáng)極。將處理干凈的 陰、陽(yáng)極板插入極板固定支架中，保證陽(yáng)極板和陰極板在電鍍過(guò)程中保持 5mm的恒定距離及平行相對(duì)；將電鍍槽放入電熱恒溫水浴中，調(diào)整電鍍液 至60°C。將鋼片(陰極)和電解鎳(陽(yáng)極)接入恒流電源，調(diào)整至陰極電 流密度為3A/dm2。施鍍240min后，將鋼片取出用清水清洗干凈。最后在 碳鋼片表面得到凹凸形貌顯著的鎳鍍層。
實(shí)施例2
將NiS04.6H20 280 g、 NiCl26H20 450 g、 NaH2P02H20 70 g、 H3B03 200 g，加入到10O0ml水中，在8(TC進(jìn)行磁力攪拌得到基礎(chǔ)鍍液；在另外 容器中稱取苯亞磺酸鈉12 g，對(duì)氨基苯磺酸8g，混合均勻制成負(fù)整平劑， 將負(fù)整平劑加入到上述基礎(chǔ)鍍液中，繼續(xù)攪拌鍍液30 min得到均勻混合的 成品鍍液。將事先進(jìn)行了表面凹凸處理的銅片在丙酮溶液中超聲清洗15 min，取出用去離子水清洗后，在10XHC1溶液中處理1 min后用去離子水 反復(fù)沖洗干凈。采用電解鎳板作為陽(yáng)極。將處理干凈的陰、陽(yáng)極板插入極 板固定支架中，保證陽(yáng)極板和陰極板在電鍍過(guò)程中保持3 mm的恒定距離 及平行相對(duì)；將電鍍槽放入電熱恒溫水浴中，調(diào)整電鍍液至60°C。將碳鋼 片(陰極)和電解鎳(陽(yáng)極)接入恒流電源，調(diào)整至陰極電流密度為2.5
A/dm2。施鍍240 min后，將鋼片取出用清水清洗干凈。最后在鋼片表面得 到凹凸形貌顯著的鎳鍍層。 實(shí)施例3
鍍液配方、鍍前處理、施鍍工藝參數(shù)同實(shí)施例1，實(shí)施例1中的鋼片 改為①12碳鋼，并在鋼棒外表面進(jìn)行滾花處理。陽(yáng)極改用電解鎳板制備成 20管狀。將陰極鋼棒置于陽(yáng)極管中心，按照與實(shí)施例1相同的電鍍工藝 進(jìn)行施鍍后，最后在鋼棒外表面得到凹凸形貌顯著的鎳鍍層。
權(quán)利要求
1、一種在金屬基體表面形成峰狀凸起鎳鍍層的制備工藝，其特征在于(1)基礎(chǔ)鍍液配制按照如下重量份數(shù)比稱取原料NiSO4·6H2O 200～380份、NiCl2·6H2O 320～500份、NaH2PO2·H2O50～100份、H3BO3 100～300份，上述各原料份數(shù)總計(jì)為1000份，然后加入到1000份水中，在80℃下進(jìn)行磁力攪拌至均勻，得到混合的基礎(chǔ)鍍液；(2)負(fù)整平劑配置苯亞磺酸鈉2～5份、對(duì)氨基苯磺酸5～8份，或者苯亞磺酸鈉4～10份、對(duì)氨基苯磺酸10～16份，混合均勻后待用；(3)成品鍍液配置將制備好的負(fù)整平劑20份加入到基礎(chǔ)鍍液中，得到成品鍍液；(4)鍍前處理將金屬基片預(yù)先加工成凹凸形貌，并進(jìn)行電凈和活化處理；(5)施鍍采用純度超過(guò)99.9％的電解鎳片作為陽(yáng)極，待鍍的金屬基片作為陰極進(jìn)行電鍍，電鍍的電流密度為2.5～10A/dm2，陽(yáng)極與陰極之間的距離為3～15mm，鍍液pH值3.5～5.0，溫度為45～65℃。
2、 如權(quán)利要求1所述的一種在金屬基體表面形成峰狀凸起鎳鍍層的制 備工藝，其特征在于所述的電鍍?yōu)橹绷麟婂兓蛎}沖電鍍。
全文摘要
本發(fā)明屬于表現(xiàn)處理技術(shù)領(lǐng)域，具體的說(shuō)是一種在金屬基體表面形成峰狀凸起鎳鍍層的制備工藝，其特征在于采用如下重量份數(shù)比的原料NiSO₄·6H₂O 200～380份、NiCl₂·6H₂O 320～500份、NaH₂PO₂·H₂O 50～100份、H₃BO₃ 100～300份制成基礎(chǔ)鍍液；苯亞磺酸鈉2～5份、對(duì)氨基苯磺酸5～8份，混合成負(fù)整平劑；將負(fù)整平劑加入到基礎(chǔ)鍍液中，得到成品鍍液；然后以電解鎳片作為陽(yáng)極，待鍍的金屬基片作為陰極進(jìn)行電鍍。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，工藝簡(jiǎn)單，所得Ni鍍層有顯著的峰狀凸起形貌特征，且鍍層致密、與基片有良好結(jié)合。
文檔編號(hào)C25D5/34GK101392396SQ20081020126
公開(kāi)日2009年3月25日 申請(qǐng)日期2008年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月16日
發(fā)明者林文松 申請(qǐng)人:上海工程技術(shù)大學(xué)