專利名稱：導(dǎo)電輥工作層的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電鍍鋅生產(chǎn)線中導(dǎo)電輥技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種導(dǎo)電輥工作層的制備方法。
背景技術(shù)：
導(dǎo)電輥是連續(xù)電鍍鋅生產(chǎn)線上的關(guān)鍵部件，用以傳送帶鋼并且在電鍍過程中傳導(dǎo)強(qiáng)大的陰極電流。目前一般采用耐蝕合金作為連續(xù)電鍍鋅生產(chǎn)線用導(dǎo)電輥的外層(工作層)，經(jīng)過磨修和拋光后使用。由于導(dǎo)電輥的使用工況惡劣，如一方面導(dǎo)電輥工作層的表面會(huì)接觸含有諸如氫離子、硫酸根離子、氯離子、鐵離子等腐蝕性介質(zhì)的電鍍液，另一方面導(dǎo)電輥工作層的表面與帶鋼之間不斷摩擦而引起磨損。因此，在實(shí)際使用過程中，導(dǎo)電輥在不長甚至很短的時(shí)間內(nèi)(2周個(gè)月)，其表面質(zhì)量就會(huì)發(fā)生惡化(如輥面出現(xiàn)網(wǎng)紋、大量深淺不一的麻坑等)，進(jìn)而嚴(yán)重影響了電鍍產(chǎn)品的質(zhì)量，需要停機(jī)對(duì)導(dǎo)電輥進(jìn)行修復(fù)或者更換。導(dǎo)電輥的頻繁修復(fù)與更換，極大增加了生產(chǎn)成本并顯著影響了電鍍生產(chǎn)線的產(chǎn)量。所以延長導(dǎo)電輥的使用壽命是保障連續(xù)電鍍大生產(chǎn)進(jìn)程的關(guān)鍵。導(dǎo)電輥的工作層是決定導(dǎo)電輥壽命最關(guān)鍵的因素。目前，電鍍鋅生產(chǎn)線中采用的導(dǎo)電輥工作層主要采用如下工藝方法制備(I)將鍛造的合金鋼板卷曲焊接后熱鑲在導(dǎo)電棍基體表面；(2)米用離心燒鑄的方法將合金在導(dǎo)電棍基體表面燒鑄成型(鎳基合金復(fù)合導(dǎo)電輥基體及其制造方法，200310108338. O); (3)在導(dǎo)電輥基體表面電鍍鉻層(不銹鋼導(dǎo)電輥基體鍍鉻方法，200910196140. X)。但以上方法都存在著一定的局限性。如采用卷板焊接的方法，由于焊縫部位與表層其他部位的組織結(jié)構(gòu)存在很大的差異，焊縫部位的耐蝕性能和力學(xué)性能一般較差，經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)電輥工作層在焊縫部位發(fā)生失效。采用離心澆鑄的方法，在鑄造過程中，容易引入成分偏析、氣孔和夾雜等缺陷，降低了材料表面的耐蝕性能，從而影響了導(dǎo)電輥的使用壽命。此外，采用電 鍍鉻層的方法，在電鍍過程中，會(huì)產(chǎn)生大量氫化鉻使內(nèi)應(yīng)力過大，導(dǎo)致鍍鉻層出現(xiàn)微裂紋，微裂紋的存在會(huì)嚴(yán)重降低導(dǎo)電輥工作層的耐蝕性。此外，由于鍍鉻層過高的內(nèi)應(yīng)力，難以獲得較厚的電鍍鉻層。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，提供了一種導(dǎo)電輥工作層的制備方法。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。一種導(dǎo)電輥工作層的制備方法，包括以下步驟步驟一，清洗和除油，去除導(dǎo)電輥基體表面的油脂；步驟二，流動(dòng)水洗，去除導(dǎo)電輥基體表面殘留的除油溶液；步驟三，活化，去除導(dǎo)電輥基體表面的鈍化膜；所述用于活化的溶液中鹽酸濃度為1(Γ20%，所述活化溶液的溫度為常溫，所述活化的時(shí)間為f 2分鐘；本步驟的目的在于，由于導(dǎo)電輥基體表面可能存在的鈍化膜會(huì)嚴(yán)重影響基體和表面工作層的結(jié)合力，采用活化工藝，除去導(dǎo)電輥基體表面的鈍化膜，為下一步的電鍍導(dǎo)電輥工作層做好準(zhǔn)備；
步驟四，流動(dòng)水洗，去除導(dǎo)電輥基體表面殘留的活化溶液； 步驟五，將導(dǎo)電輥基體轉(zhuǎn)移至裝有電鍍液的水平電鍍槽，采用電鍍方法在導(dǎo)電輥基體表面制備鎳磷非晶合金工作層，形成具有鎳磷非晶合金工作層的導(dǎo)電錕；步驟六，當(dāng)電鍍的工作層達(dá)到所需厚度時(shí)，取出導(dǎo)電輥，經(jīng)過流動(dòng)水洗、干燥、磨修拋光處理步驟，達(dá)到導(dǎo)電輥使用所要求的尺寸精度。優(yōu)選地，所述步驟一中，采用堿性配方除油，堿性除油溶液中氫氧化鈉含量為15 30g/L，碳酸鈉含量為2(T40g/L，磷酸三鈉含量為2(T40g/L，除油溫度為5(T70°C，除油時(shí)間為5 10分鐘。優(yōu)選地，所述步驟五包括以下步驟第一步，在電鍍開始前，向水平電鍍槽內(nèi)的電鍍液中添加適量鹽酸，將電鍍液pH值調(diào)節(jié)為2. (Γ2. 5之間；第二步，將導(dǎo)電輥基體完全淹沒于電鍍液中，以導(dǎo)電輥基體為陰極，以鎳板或裝有鎳塊的鈦籃為陽極，在導(dǎo)電輥基體表面制備鎳磷非晶合金工作層；第三步，定時(shí)維護(hù)鍍液pH值的穩(wěn)定；第四步，電鍍過程中，定時(shí)向電鍍液中添加磷酸，以維護(hù)電鍍液中的磷酸含量，在導(dǎo)電輥基體表面得到磷含量穩(wěn)定的鎳磷非晶合金工作層。

優(yōu)選地，將導(dǎo)電輥基體轉(zhuǎn)移至水平電鍍槽并被完全淹沒于電鍍液之前，用流動(dòng)水持續(xù)沖洗導(dǎo)電輥基體表面，保持導(dǎo)電輥基體表面始終處于潤濕狀態(tài)。本步驟的目的在于，避免活化后的導(dǎo)電輥基體表面在空氣中生成新的鈍化膜或腐蝕產(chǎn)物，進(jìn)而影響后續(xù)電鍍效果O優(yōu)選地，所述電鍍液的成分為硫酸鎳240g/L、氯化鎳45g/L、磷酸30g/L、硼酸20g/L，十二烷基硫酸鈉(TlOmL/L。優(yōu)選地，所述第二步中，陽極與導(dǎo)電輥基體的距離為3(T40cm，電流密度為1 4A/dm2,電鍍液溫度為7(T76°C，所述電鍍液連續(xù)過濾。優(yōu)選地，所述第二步中，在電鍍過程中，始終保持導(dǎo)電輥基體處于轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，其轉(zhuǎn)速為6(Γ90轉(zhuǎn)/分鐘。本步驟的目的在于，導(dǎo)電輥基體處于轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)以盡可能降低擴(kuò)散阻擋層效果，可提高陰極電流效率并獲得各處均勻分布的鍍層。優(yōu)選地，所述第三步為，每隔f 2小時(shí)測(cè)量溶液的pH值，并在電鍍液中添加適量鹽酸，將鍍液PH值調(diào)節(jié)為2. (Γ2. 5之間。本步驟的目的在于，長時(shí)間電鍍過程中，電鍍液的pH值會(huì)緩慢上升，過高的pH值會(huì)使得電鍍層質(zhì)量嚴(yán)重下降，因此需要在電鍍過程中，定時(shí)維護(hù)鍍液PH值的穩(wěn)定。優(yōu)選地，所述第四步為，每隔廣2小時(shí)在電鍍液中添加適量磷酸，其中，磷酸的添加量根據(jù)每通過500A·小時(shí)電量，添加0.5g/L磷酸。本步驟的目的在于，長時(shí)間電鍍過程中，電鍍液中的磷含量會(huì)緩慢降低，當(dāng)磷含量過低時(shí)，得到的鍍層將不在是N1-P非晶合金，因此需要在電鍍過程中，定時(shí)維護(hù)鍍液中的磷酸含量。優(yōu)選地，所述導(dǎo)電輥基體表面的鎳磷非晶合金工作層厚度為O. 05 lmm，其磷含量為II 12%。優(yōu)選地，所述導(dǎo)電輥基體的材質(zhì)為碳鋼、不銹鋼或哈氏合金。通過本發(fā)明提供的導(dǎo)電輥工作層的制備方法得到的導(dǎo)電輥工作層為鎳磷非晶合金，其磷含量為If 12%，具有組織結(jié)構(gòu)均一、導(dǎo)電性良好、耐磨損和耐腐蝕的特點(diǎn)，同時(shí)不存在現(xiàn)有技術(shù)所制備的導(dǎo)電輥工作層中存在的晶界、位錯(cuò)、層錯(cuò)等晶體缺陷，因此具有良好的耐腐蝕和力學(xué)性能。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為( I)現(xiàn)有的采用電鍍鉻方法制備導(dǎo)電輥工作層的方法，存在陰極電流效率低，同時(shí)副反應(yīng)嚴(yán)重的局限性。一方面增加了能源消耗，同時(shí)嚴(yán)重的副反應(yīng)(如析氫)會(huì)使得電鍍制備的工作層存在微觀孔隙和裂紋。而本發(fā)明采用的電鍍工藝，陰極電流效率可以達(dá)到90%以上，有效節(jié)約能源，降低成本。同時(shí)由于很好的控制了副反應(yīng)，所制備的導(dǎo)電輥工作層組織均勻、致密、無微觀孔隙和裂紋。(2)采用現(xiàn)有導(dǎo)電輥工作層制備方法難以獲得非晶組織，所得到的材料組織結(jié)構(gòu)中存在晶界、位錯(cuò)、層錯(cuò)等晶體缺陷，這些缺陷往往是易于發(fā)生失效的薄弱環(huán)節(jié)。而本發(fā)明得到的導(dǎo)電輥工作層為鎳磷非晶合金(磷含量為If 12%)，不存在晶界、位錯(cuò)、層錯(cuò)等晶體缺陷，因此具有優(yōu)異的耐腐蝕和力學(xué)性能。(3)本發(fā)明提供的導(dǎo)電輥工作層的制備方法，可以獲得較大厚度范圍的工作層(O. 05 lmm)，當(dāng)表面失效后，可重新修磨，反復(fù)使用多次；(4)采用本發(fā)明制備的導(dǎo)電輥工作層，當(dāng)工作層達(dá)到使用壽命后，可采用電解退鍍的方法，在不影響導(dǎo)電輥基體的情況下，快速除去工作層，重新電鍍鎳基非晶合金工作層，簡化了修復(fù)周期，還可以循環(huán)利用原來的導(dǎo)電輥基體。(5)用本發(fā)明制備導(dǎo)電輥工作層無需采用復(fù)合電鍍工藝，因此生產(chǎn)工藝簡單、操作簡便、規(guī)范性強(qiáng)、生產(chǎn)成 本低，具有很大的實(shí)用價(jià)值。


圖1為本發(fā)明導(dǎo)電輥工作層的X射線衍射圖；圖2為本發(fā)明導(dǎo)電輥工作層的掃描電鏡顯微照片。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。實(shí)施例1本實(shí)施例包括以下步驟步驟一，清洗和除油，去除導(dǎo)電輥基體表面的油脂。優(yōu)選地，步驟一中，采用堿性配方除油，堿性除油溶液中氫氧化鈉含量為15 30g/L，碳酸鈉含量為2(T40g/L，磷酸三鈉含量為2(T40g/L，除油溫度為5(T70°C，除油時(shí)間為5 IO分鐘。步驟二，流動(dòng)水洗，去除導(dǎo)電輥基體表面殘留的除油溶液。步驟三，活化，去除導(dǎo)電輥基體表面的鈍化膜；用于活化的溶液中鹽酸濃度為1(Γ20%，活化溶液的溫度為常溫，活化的時(shí)間為廣2分鐘。本步驟的目的在于，由于導(dǎo)電輥基體表面可能存在的鈍化膜會(huì)嚴(yán)重影響基體和表面工作層的結(jié)合力，采用活化工藝，除去導(dǎo)電輥基體表面的鈍化膜，為下一步的電鍍導(dǎo)電輥工作層做好準(zhǔn)備。步驟四，流動(dòng)水洗，去除導(dǎo)電輥基體表面殘留的活化溶液；步驟五，將導(dǎo)電輥基體轉(zhuǎn)移至裝有電鍍液的水平電鍍槽，采用電鍍方法在導(dǎo)電輥基體表面制備鎳磷非晶合金工作層，形成具有鎳磷非晶合金工作層的導(dǎo)電錕。步驟五包括以下步驟第一步，在電鍍開始前，向水平電鍍槽內(nèi)的電鍍液中添加適量鹽酸，將電鍍液pH值調(diào)節(jié)為2. (Γ2. 5之間；第二步，將導(dǎo)電輥基體完全淹沒于電鍍液中，以導(dǎo)電輥基體為陰極，以鎳板或裝有鎳塊的鈦籃為陽極，在導(dǎo)電輥基體表面制備鎳磷非晶合金工作層；第三步，定時(shí)維護(hù)鍍液pH值的穩(wěn)定；第四步，電鍍過程中，定時(shí)向電鍍液中添加磷酸，以維護(hù)電鍍液中的磷酸含量，在導(dǎo)電輥基體表面得到磷含量穩(wěn)定的鎳磷非晶合金工作層。優(yōu)選地，將導(dǎo)電輥基體轉(zhuǎn)移至水平電鍍槽并被完全淹沒于電鍍液之前，用流動(dòng)水持續(xù)沖洗導(dǎo)電輥基體表面，保持導(dǎo)電輥基體表面始終處于潤濕狀態(tài)。本步驟的目的在于，避免活化后的導(dǎo)電輥基體表面在空氣中生成新的鈍化膜或腐蝕產(chǎn)物，進(jìn)而影響后續(xù)電鍍效果O優(yōu)選地，電鍍液的成分為硫酸鎳240g/L、氯化鎳45g/L、磷酸30g/L、硼酸20g/L，十_■燒基硫酸納O 10mL/L。優(yōu)選地，第二步中，陽極與導(dǎo)電輥基體的距離為3(T40cm，電流密度為f4A/dm2，電鍍液溫度為7(T76°C，電鍍液 連續(xù)過濾。優(yōu)選地，第二步中，在電鍍過程中，始終保持導(dǎo)電輥基體處于轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，其轉(zhuǎn)速為6(Γ90轉(zhuǎn)/分鐘。本步驟的目的在于，導(dǎo)電輥基體處于轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)以盡可能降低擴(kuò)散阻擋層效果，可提高陰極電流效率并獲得各處均勻分布的鍍層。優(yōu)選地，第三步為，每隔廣2小時(shí)測(cè)量溶液的pH值，并在電鍍液中添加適量鹽酸，將鍍液PH值調(diào)節(jié)為2. (Γ2. 5之間。本步驟的目的在于，長時(shí)間電鍍過程中，電鍍液的pH值會(huì)緩慢上升，過高的PH值會(huì)使得電鍍層質(zhì)量嚴(yán)重下降，因此需要在電鍍過程中，定時(shí)維護(hù)鍍液PH值的穩(wěn)定。優(yōu)選地，第四步為，每隔廣2小時(shí)在電鍍液中添加適量磷酸，其中，磷酸的添加量根據(jù)每通過500A 小時(shí)電量，添加O. 5g/L磷酸。本步驟的目的在于，長時(shí)間電鍍過程中，電鍍液中的磷含量會(huì)緩慢降低，當(dāng)磷含量過低時(shí)，得到的鍍層將不在是N1-P非晶合金，因此需要在電鍍過程中，定時(shí)維護(hù)鍍液中的磷酸含量。步驟六，當(dāng)電鍍的工作層達(dá)到所需厚度時(shí)，取出導(dǎo)電輥，經(jīng)過流動(dòng)水洗、干燥、磨修拋光處理步驟，達(dá)到導(dǎo)電輥使用所要求的尺寸精度。優(yōu)選地，所述導(dǎo)電輥基體的材質(zhì)為碳鋼、不銹鋼或哈氏合金。通過本實(shí)施例得到的導(dǎo)電輥表面的鎳磷非晶合金工作層，其厚度為O. 05 1_，其磷含量為If 12%。本實(shí)施例在步驟一之前，還包括對(duì)電鍍液的準(zhǔn)備過程。具體為，在電鍍液貯槽中配置鎳磷非晶合金電鍍液，總?cè)萘繛?L，電鍍液中各組分濃度分別為硫酸鎳240g/L、氯化鎳45g/L、磷酸30g/L、硼酸20g/L，并在電鍍液中添加IOOOmL稀鹽酸(濃度37%)，將鍍液pH值調(diào)節(jié)為2. 3。將電鍍液貯槽與水平電鍍槽連接相通，電鍍液連續(xù)過濾，同時(shí)開始加熱電鍍液并控制電鍍液溫度為71±1°C。對(duì)一輥面長度為1800_、輥身直徑為350mm，材質(zhì)為35#碳鋼的導(dǎo)電輥基體進(jìn)行清洗和除油處理，除油溶液中氫氧化鈉含量為20g/L，碳酸鈉含量為20g/L，磷酸三鈉含量為30g/L，溫度為50°C，除油時(shí)間為10分鐘。流動(dòng)水洗，去除導(dǎo)電輥基體表面殘留的除油溶液后，將導(dǎo)電輥基體置于活化槽中，完全淹沒于鹽酸溶液中，進(jìn)行活化處理。鹽酸溶液中鹽酸濃度為10%，溶液溫度為常溫，活化時(shí)間為2分鐘。流動(dòng)水洗，去除導(dǎo)電輥基體表面殘留的鹽酸活化溶液，同時(shí)將電輥基體轉(zhuǎn)移至水平電鍍槽中，使導(dǎo)電輥基體完全淹沒于電鍍液中。將導(dǎo)電輥基體從活化槽轉(zhuǎn)移到水平電鍍槽的過程中，需保證導(dǎo)電輥基體表面始終處于潤濕狀態(tài)，防止其在空氣中生成新的鈍化膜或腐蝕產(chǎn)物。以導(dǎo)電輥基體為陰極，裝有鎳塊的鈦籃為陽極，陽極與導(dǎo)電輥基體的距離為30cm。在整個(gè)電鍍過程中，始終保持導(dǎo)電輥基體處于轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，轉(zhuǎn)速為60轉(zhuǎn)/分鐘。電流密度為1. 5A/dm2。在電鍍過程中，每隔I個(gè)小時(shí)，向鍍液中添加400mL稀鹽酸，使溶液pH值介于2. (Γ2. 5之間。同時(shí)在電鍍過程中，每隔I個(gè)小時(shí)添加一次磷酸，磷酸的添加量根據(jù)每通過500A·小時(shí)電量，添加O. 5g/L磷酸。電鍍10個(gè)小時(shí)后，結(jié)束電鍍過程，取出導(dǎo)電輥基體、流動(dòng)水洗、干燥、進(jìn)行磨修拋光處理，表面粗糙度為O. 7 μ m，工作層各處厚度均勻，厚度為O. 12mm。如圖1所示，X射線衍射分析表明所制備的鍍層(導(dǎo)電輥工作層)為典型的非晶態(tài)結(jié)構(gòu)，無法觀察到明顯的鎳結(jié)晶峰，作為對(duì)比同樣給出了普通電鍍方法制備的結(jié)晶鎳組織。如圖2所示，掃描電子顯微鏡照片表明工作層表面致密平整、無任何微觀缺陷。工作層表面硬度為512HV，工作層中的磷含量為11. 6%。實(shí)施例2實(shí)施例2為實(shí)施例1的變化例。本實(shí)施例在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，具體為，在電鍍液貯槽中配置鎳磷非晶合金電鍍液，總?cè)萘繛?L，電鍍液中各組分濃度分別為硫酸鎳240g/L、氯 化鎳45g/L、磷酸30g/L、硼酸20g/L，十二烷基硫酸鈉10mL/L，并在電鍍液中添加HOOmL稀鹽酸(濃度37%)，將鍍液pH值調(diào)節(jié)為2. O。將電鍍液貯槽與水平電鍍槽連接相通，電鍍液連續(xù)過濾，同時(shí)開始加熱電鍍液并控制電鍍液溫度為75 ± I °C。對(duì)一輥面長度為1800mm、輥身直徑為350mm，材質(zhì)為lCrl3Ni不銹鋼的導(dǎo)電輥基體進(jìn)行清洗和除油處理，除油溶液中氫氧化鈉含量為30g/L，碳酸鈉含量為40g/L，磷酸三鈉含量為40g/L，溫度為70°C，除油時(shí)間為5分鐘。流動(dòng)水洗，去除導(dǎo)電輥基體表面殘留的除油溶液后，將導(dǎo)電輥基體置于活化槽中，完全淹沒于鹽酸溶液中，進(jìn)行活化處理。鹽酸溶液中鹽酸濃度為20%，溶液溫度為常溫，活化時(shí)間為I分鐘。流動(dòng)水洗，去除導(dǎo)電輥基體表面殘留的鹽酸活化溶液，同時(shí)將電棍基體轉(zhuǎn)移至水平電鍍槽中，使導(dǎo)電棍基體完全淹沒于電鍍液中。將導(dǎo)電棍基體從活化槽轉(zhuǎn)移到水平電鍍槽的過程中，需要保證導(dǎo)電輥基體表面始終處于潤濕狀態(tài)，防止其在空氣中生成新的鈍化膜或腐蝕產(chǎn)物。以導(dǎo)電輥基體為陰極，裝有鎳塊的鈦籃為陽極，陽極與導(dǎo)電輥基體的距離為40cm。在整個(gè)電鍍過程中，始終保持導(dǎo)電輥基體處于轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，轉(zhuǎn)速為90轉(zhuǎn)/分鐘。電流密度為4A/dm2。在電鍍過程中，每隔2個(gè)小時(shí)，向鍍液中添加800mL稀鹽酸，使溶液pH值介于2. (Γ2. 5之間。同時(shí)在電鍍過程中，每隔2個(gè)小時(shí)添加一次磷酸，磷酸的添加量根據(jù)每通過500A ·小時(shí)電量，添加O. 5g/L磷酸。電鍍32個(gè)小時(shí)后，結(jié)束電鍍過程，取出導(dǎo)電輥、流動(dòng)水洗、干燥、進(jìn)行磨修拋光處理，表面粗糙度為O. 7μπι，工作層各處厚度均勻，厚度為1mm。工作層表面硬度為508HV，工作層中的磷含量為11. 2%。實(shí)施例3實(shí)施例3為實(shí)施例1的變化例。本實(shí)施例在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，具體為，在電鍍液貯槽中配置鎳磷非晶合金電鍍液，總?cè)萘繛?L，電鍍液中各組分濃度分別為硫酸鎳240g/L、氯化鎳45g/L、磷酸30g/L、硼酸20g/L，十二烷基硫酸鈉5mL/L，并在電鍍液中添加800mL稀鹽酸(濃度37%)，將鍍液pH值調(diào)節(jié)為2. 5。將電鍍液貯槽與水平電鍍槽連接相通，電鍍液連續(xù)過濾，同時(shí)開始加熱電鍍液并控制電鍍液溫度為73土 1°C。對(duì)一輥面長度為1800mm、輥身直徑為350mm，材質(zhì)為B22哈氏合金的導(dǎo)電輥基體進(jìn)行清洗和除油處理，除油溶液中氫氧化鈉含量為15g/L，碳酸鈉含量為30g/L，磷酸三鈉含量為20g/L，溫度為50°C，除油時(shí)間為7分鐘。流動(dòng)水洗，去除導(dǎo)電輥基體表面殘留的除油溶液后，將導(dǎo)電輥基體置于活化槽中，完全淹沒于鹽酸溶液中，進(jìn)行活化處理。鹽酸溶液中鹽酸濃度為15%，溶液溫度為常溫，活化時(shí)間為1. 5分鐘。流動(dòng)水洗，去除導(dǎo)電輥基體表面殘留的鹽酸活化溶液，同時(shí)將電棍基體轉(zhuǎn)移至水平電鍍槽中，使導(dǎo)電棍基體完全淹沒于電鍍液中。將導(dǎo)電棍基體從活化槽轉(zhuǎn)移到水平電鍍槽的過程中，需要保證導(dǎo)電輥基體表面始終處于潤濕狀態(tài)，防止其在空氣中生成新的鈍化膜或 腐蝕產(chǎn)物。以導(dǎo)電輥基體為陰極，鎳板為陽極，陽極與導(dǎo)電輥基體的距離為35cm。在整個(gè)電鍍過程中，始終保持導(dǎo)電輥基體處于轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，轉(zhuǎn)速為70轉(zhuǎn)/分鐘。電流密度為lA/dm2。在電鍍過程中，每隔1. 5個(gè)小時(shí)，向鍍液中添加600mL稀鹽酸，使溶液PH值介于2. (Γ2. 5之間。同時(shí)在電鍍過程中，每隔1. 5個(gè)小時(shí)添加一次磷酸，磷酸的添加量根據(jù)每通過500A ·小時(shí)電量，添加O. 5g/L磷酸。電鍍6個(gè)小時(shí)后，結(jié)束電鍍過程，取出導(dǎo)電輥、流動(dòng)水洗、干燥、進(jìn)行磨修拋光處理，表面粗糙度為O. 8 μ m，工作層各處厚度均勻，厚度為O. 05mm。工作層表面硬度為518HV，工作層中的磷含量為11. 8%。以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種導(dǎo)電輥工作層的制備方法，其特征在于，包括以下步驟 步驟一，清洗和除油，去除導(dǎo)電輥基體表面的油脂； 步驟二，流動(dòng)水洗，去除導(dǎo)電輥基體表面殘留的除油溶液； 步驟三，活化，去除導(dǎo)電輥基體表面的鈍化膜；所述用于活化的溶液中鹽酸濃度為1(Γ20%，所述活化溶液的溫度為常溫，所述活化的時(shí)間為廣2分鐘； 步驟四，流動(dòng)水洗，去除導(dǎo)電輥基體表面殘留的活化溶液； 步驟五，將導(dǎo)電輥基體轉(zhuǎn)移至裝有電鍍液的水平電鍍槽，采用電鍍方法在導(dǎo)電輥基體表面制備鎳磷非晶合金工作層，形成具有鎳磷非晶合金工作層的導(dǎo)電錕； 步驟六，當(dāng)電鍍的工作層達(dá)到所需厚度時(shí)，取出導(dǎo)電輥，經(jīng)過流動(dòng)水洗、干燥、磨修拋光處理步驟，達(dá)到導(dǎo)電輥使用所要求的尺寸精度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電輥工作層的制備方法，其特征在于，所述步驟一中，采用堿性配方除油，堿性除油溶液中氫氧化鈉含量為15 30g/L，碳酸鈉含量為2(T40g/L，磷酸三鈉含量為2(T40g/L，除油溫度為5(T70°C，除油時(shí)間為5 10分鐘。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電輥工作層的制備方法，其特征在于，所述步驟五包括以下步驟 第一步，在電鍍開始前，向電鍍液中添加適量鹽酸，將電鍍液PH值調(diào)節(jié)為2. (Γ2. 5之間； 第二步，將導(dǎo)電輥基體完全淹沒于電鍍液中，以導(dǎo)電輥基體為陰極，以鎳板或裝有鎳塊的鈦籃為陽極，在導(dǎo)電輥基體表面制備鎳基非晶合金工作層； 第三步，定時(shí)維護(hù)鍍液PH值的穩(wěn)定； 第四步，電鍍過程中，定時(shí)向電鍍液中添加磷酸，以維護(hù)電鍍液中的磷酸含量，在導(dǎo)電輥基體表面得到鎳磷非晶合金工作層。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的導(dǎo)電輥工作層的制備方法，其特征在于，所述將導(dǎo)電輥基體轉(zhuǎn)移至水平電鍍槽，并被完全淹沒于電鍍液之前，用流動(dòng)水持續(xù)沖洗導(dǎo)電輥基體表面，保持導(dǎo)電輥基體表面始終處于潤濕狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的導(dǎo)電輥工作層的制備方法，其特征在于，所述電鍍液的成分為硫酸鎳240g/L、氯化鎳45g/L、磷酸30g/L、硼酸20g/L，十二烷基硫酸鈉(TlOmL/L。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的導(dǎo)電輥工作層的制備方法，其特征在于，所述第二步中，陽極與導(dǎo)電輥基體的距離為3(T40cm，電流密度為f4A/dm2，電鍍液溫度為7(T76°C，所述電鍍液連續(xù)過濾。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的導(dǎo)電輥工作層的制備方法，其特征在于，所述第二步中，在電鍍過程中，始終保持導(dǎo)電輥基體處于轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，其轉(zhuǎn)速為6(Γ90轉(zhuǎn)/分鐘。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的導(dǎo)電輥工作層的制備方法，其特征在于，所述第三步為，每隔Γ2小時(shí)測(cè)量溶液的pH值，并在電鍍液中添加適量鹽酸，將鍍液pH值調(diào)節(jié)為2. (Γ2. 5之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的導(dǎo)電輥工作層的制備方法，其特征在于，所述第四步為，每隔Γ2小時(shí)在電鍍液中添加適量磷酸，其中，磷酸的添加量根據(jù)每通過500A ·小時(shí)電量，添加O.5g/L 磷酸。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的導(dǎo)電輥工作層的制備方法，其特征在于，所述導(dǎo)電輥基體表面的鎳磷非晶合金工作層厚度為O. 05 1mm，其磷含量為If 12%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種導(dǎo)電輥工作層的制備方法，包括步驟一，清洗和除油，去除導(dǎo)電輥基體表面的油脂；步驟二，流動(dòng)水洗，去除導(dǎo)電輥基體表面殘留的除油溶液；步驟三，活化，去除導(dǎo)電輥基體表面的鈍化膜；步驟四，流動(dòng)水洗，去除導(dǎo)電輥基體表面殘留的活化溶液；步驟五，將導(dǎo)電輥基體轉(zhuǎn)移至裝有電鍍液的水平電鍍槽，在導(dǎo)電輥基體表面制備鎳磷非晶合金工作層；步驟六，當(dāng)制備的工作層達(dá)到所需厚度時(shí)，取出導(dǎo)電輥。本發(fā)明得到的導(dǎo)電輥工作層為鎳磷非晶合金，組織致密、均一，無孔隙、微裂紋等微觀組織缺陷，同時(shí)不存在傳統(tǒng)技術(shù)所制備的導(dǎo)電輥工作層中存在的晶界、位錯(cuò)、層錯(cuò)等晶體缺陷，很好的滿足了電鍍鋅用導(dǎo)電輥所需的耐腐蝕和力學(xué)性能要求。
文檔編號(hào)C25D7/00GK103060867SQ20121058137
公開日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月27日
發(fā)明者鐘澄, 胡文彬, 劉帆, 劉磊, 沈彬 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)