一種應(yīng)用于再制造的表面修復(fù)納米復(fù)合鍍層及工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及再制造金屬表面修復(fù)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是指一種應(yīng)用于再制造的表面修復(fù)納米復(fù)合鍍層及工藝，本發(fā)明包括以下步驟：（1）鍍前處理，（2）酸洗，酸洗液鹽酸濃度為15%至20%，酸洗時間在5至30min；（3）水洗活化；（4）化學(xué)鍍修復(fù)，鍍液組成為硫酸鎳27g/L；次亞磷酸鈉30g/L；乙酸鈉10g/L；絡(luò)合劑5ml/L；去應(yīng)力劑1-2ml/L；納米添加劑0.1-1%。本發(fā)明的優(yōu)點在于，通過對金屬表面化學(xué)鍍相關(guān)產(chǎn)品配方的科學(xué)設(shè)計及工藝上的突破，所生產(chǎn)的化學(xué)鍍納米修復(fù)層與基材結(jié)合力好，耐蝕性好，硬度高，可加工性好，適合再制造產(chǎn)業(yè)的需求及工藝要求。
【專利說明】—種應(yīng)用于再制造的表面修復(fù)納米復(fù)合鍍層及工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及再制造金屬表面修復(fù)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是指一種應(yīng)用于再制造的表面修復(fù)納米復(fù)合鍍層的配方及工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)革命以來，人類在創(chuàng)造巨大物質(zhì)財富的同時，也付出了巨大的資源和環(huán)境代價。傳統(tǒng)的以資源的大量消耗來實現(xiàn)工業(yè)化和現(xiàn)代化的經(jīng)濟發(fā)展模式極端地消耗了地球資源。目前的現(xiàn)狀是資源短缺的問題已經(jīng)嚴重制約了經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。另外，我國作為裝備使用大國，現(xiàn)有設(shè)備總資產(chǎn)達數(shù)萬億元，其中每年就有價值數(shù)千億元的機電設(shè)備因為關(guān)鍵零部件摩損、過度腐蝕、疲勞失效而報廢。據(jù)統(tǒng)計，2010年，有200萬輛汽車報廢，1500萬臺家電報廢……，并且年均報廢量正處在高速增長時期。報廢設(shè)備的回爐熔煉處理方式，在付出大量的能源成本和人力成本的條件下，僅能獲取低于產(chǎn)品原材料質(zhì)量的再生材料；報廢設(shè)備的集中堆放處理已經(jīng)成為極大的“社會公害”，嚴重影響了周邊的生態(tài)環(huán)境，威脅人類健康。因此，基于經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的要求，必須大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，堅持循環(huán)經(jīng)濟中減量化、再利用、再制造、再循環(huán)的4R原則，充分發(fā)揮再制造在廢舊機電產(chǎn)品資源最大化中的作用，加快建立資源節(jié)約型社會和環(huán)境友好型社會。
[0003]現(xiàn)代表面工程技術(shù)作為再制造工程中失效零部件修復(fù)的重要方法，一方面，要實現(xiàn)失效件原設(shè)計尺寸恢復(fù)與表面性能的要求；另一方面，區(qū)別于新品表面制備過程，再制造表面工程技術(shù)有其特殊性，在機電產(chǎn)品關(guān)鍵零部件尤其是摩損件再制造修復(fù)中，鍍層必須具備非常優(yōu)異的可再加工、抗擠壓、耐摩損、耐腐蝕等關(guān)鍵性能。因此，基于再制造的現(xiàn)代表面工程技術(shù)的研發(fā)迫在眉睫，是實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展模式與“兩型社會”建設(shè)的重要生產(chǎn)力要素之一。
[0004]化學(xué)鍍是一門近年來發(fā)展起來的現(xiàn)代表面工程技術(shù)，其工作原理是在不需電源的情況下，利用還原劑對金屬離子的還原作用在具有催化活性的工件表面獲得合金鍍層的方法?；瘜W(xué)鍍技術(shù)以其投入少、成本低、操作簡單、鍍層均勻致密、孔隙率低、仿形性好等優(yōu)點被廣泛地應(yīng)用于機械、電子、模具、冶金、石油化工、水力、航空航天等工業(yè)部門。美國、日本與歐盟等經(jīng)濟發(fā)達國家的化學(xué)鍍工業(yè)產(chǎn)值正以每年15%的高速遞增。而基于失效關(guān)鍵零部件修復(fù)的再制造應(yīng)用來說，目前的化學(xué)鍍體系及工藝具有如下不足之處:1、鍍件的再加工性差，在再加工過程中鍍層存在起泡、脫落的風(fēng)險；2、鍍層厚度上不去，理論上，化學(xué)鍍是一個自催化的過程，鍍層的厚度不受限制，但是由于鍍層與基體金屬之間存在應(yīng)力大(內(nèi)應(yīng)力、外應(yīng)力)及結(jié)合力不好的問題，因此鍍層增厚過程中，容易導(dǎo)致鍍層性能惡化而沒有使用價值；3、防腐蝕性能、耐磨性能等有待進一步提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供的一種應(yīng)用于再制造的表面修復(fù)納米復(fù)合鍍層及工藝，是基于再制造的表面工程關(guān)鍵共性技術(shù)的研究與應(yīng)用。具有非常廣闊的應(yīng)用前景，是當(dāng)前我國發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟與建立資源節(jié)約型與環(huán)境友好型社會需要迫切解決的關(guān)鍵共性技術(shù)，事關(guān)經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。通過對金屬表面化學(xué)鍍相關(guān)產(chǎn)品配方的科學(xué)設(shè)計及工藝上的突破，構(gòu)建了滿足再制造應(yīng)用的化學(xué)鍍修復(fù)關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)品及配套工藝，滿足了再制造產(chǎn)業(yè)的需求，必將大力推動再制造工程的發(fā)展。
[0006]本發(fā)明包括以下步驟:
(1)鍍前處理，除油至工件表面干凈，除油可采用市場上通用的堿性除油脫脂粉；
(2)酸洗，酸洗液鹽酸濃度為15%至20%，酸洗時間在5至30min，酸洗溫度為常溫，所述酸洗專用添加劑在酸洗液中的添加量為0.5%至2% ；
(3)水洗活化，水洗活化液中添加劑用量為水洗液質(zhì)量百分比的0.1%至0.2% ；
(4)化學(xué)鍍修復(fù)，鍍液的pH值為4.4-4.9，裝載量為1-2 dm2/L,施鍍溫度為88_92°C，沉積速度:15~20 μ m/ h。
[0007]所述化學(xué)渡配方包括以下組份:硫酸鎳27g/L ;次亞磷酸鈉30g/L ;乙酸鈉10g/L ；絡(luò)合劑5ml/L，絡(luò)合劑為乳酸，檸檬酸，丙酸，DL-蘋果酸，丁二酸的混合物；去應(yīng)力劑1_2 ml/L，去應(yīng)力劑為糖精，丁炔二醇丙氧基化合物等的混合物；納米添加劑0.1-1%，納米添加劑為稀土鑭、鈰、鋯等的可溶性鹽及有機金屬化合物。
[0008]所述化學(xué)鍍修復(fù)層達到5Mffl厚，無針孔的指標(biāo)要求。
[0009]所述酸洗專用添加劑主要配方如下:由烏洛托品5%至10%、碘化鉀0.1%至0.5%，咪唑啉2%至5%，硫脲1%至2%，表面活性劑2%至5%。
[0010]所述水洗添加劑的主要配方如下:由PEG-200質(zhì)量百分比2%至5%，檸檬酸鈉質(zhì)量百分比5%至10%，苯甲酸鈉5%至10%，其余為水。
[0011]本發(fā)明的有益效果在于:
(I)修復(fù)鍍層與基材結(jié)合力非常好，近似于冶金結(jié)合，鍍層應(yīng)力小，鍍件的再加工性好，在再加工過程中鍍層不起泡、脫落；(2)鍍層無針孔或針孔極少，鍍層耐蝕性好，鍍層厚度在20Mm厚的條件下，耐中性鹽霧測試480小時；(3)納米復(fù)合修復(fù)鍍層硬度高，HV硬度在600到800之間；(4)該工藝應(yīng)用于再制造，修復(fù)產(chǎn)品與新品相比可以節(jié)約成本50%，節(jié)能60%，節(jié)材70%，具有良好的經(jīng)濟效益。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]附圖1為本發(fā)明技術(shù)路線示意圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
[0014]實施例1
(I)鍍前處理，可采用市場上通用的堿性除油脫脂粉至除油完全干凈，判斷方法是除油水洗后工件表面全掛水。
[0015](2)酸洗，酸洗液鹽酸濃度為20%，酸洗專用添加劑的添加量為1%，酸洗時間15min,常溫酸洗，酸洗件 表面無銹，無過腐蝕情況，表面顏色為金屬本色。
[0016](3)水洗活化,水洗活化添加劑用量為0.1%,設(shè)兩道水洗,水洗時間2min。
[0017](4)化學(xué)鍍修復(fù)，鍍液組成為:硫酸鎳27g/L ;次亞磷酸鈉30g/L ;乙酸鈉10g/L ;絡(luò)合劑5ml/L ;去應(yīng)力劑lml/L ;納米添加劑0.5% ;鍍液的pH值調(diào)整為4.5，裝載量為1.5 dm2/L，施鍍溫度為88°C。
[0018](5)水洗后在基材表面得到復(fù)合納米修復(fù)鍍層，鍍層滿足工件質(zhì)量及后加工的要求。
[0019]實施例2
(I)鍍前處理，除油至工件表面干凈，除油可采用市場上通用的堿性除油脫脂粉。
[0020](2)酸洗，酸洗液鹽酸濃度為15% %，酸洗時間30min，酸洗溫度為常溫，所述酸洗專用添加劑在酸洗液中的添加量為2%。
[0021](3)水洗活化，水洗活化液中添加劑用量為水洗液質(zhì)量百分比的0.2%，設(shè)兩道水洗，水洗時間lmin。
[0022](4)化學(xué)鍍修復(fù)，鍍液的pH值為4.4，裝載量為ldm2/L，施鍍溫度為90°C，沉積速度:150 μ m/ ho
[0023]所述化學(xué)渡配方包括以下組份:硫酸鎳27g/L ;次亞磷酸鈉30g/L ;乙酸鈉10g/L ；絡(luò)合劑5ml/L ;去應(yīng)力劑2 ml/L ;納米添加劑0.1%，施鍍溫度為90°C。
[0024]所述化學(xué)鍍修復(fù)層達到5Mffl厚，無針孔的指標(biāo)要求。
[0025]所述酸洗專用添加劑主要配方如下:由烏洛托品5% %、碘化鉀0.1% %，咪唑啉2 5%，硫脲1%%，表面活性劑2%。
[0026]所述水洗添加劑的主要配方如下:由PEG-200質(zhì)量百分比2%，檸檬酸鈉質(zhì)量百分比5%至10%，苯甲酸鈉5%，其余為水。
[0027]實施例3
(I)鍍前處理，除油至工件表面干凈，除油可采用市場上通用的堿性除油脫脂粉。
[0028](2)酸洗，酸洗液鹽酸濃度為20%，酸洗時間在30min，酸洗溫度為常溫，所述酸洗專用添加劑在酸洗液中的添加量為0.5%。
[0029](3)水洗活化,水洗活化液中添加劑用量為水洗液質(zhì)量百分比的0.1%。
[0030](4)化學(xué)鍍修復(fù)，鍍液的pH值為4.9，裝載量為2 dm2/L,施鍍溫度為92°C，沉積速度:20 μ m/ h。
[0031]所述化學(xué)渡配方包括以下組份:硫酸鎳27g/L ;次亞磷酸鈉30g/L ;乙酸鈉10g/L ；絡(luò)合劑5ml/L，絡(luò)合劑為乳酸，檸檬酸，丙酸，DL-蘋果酸，丁二酸的混合物；去應(yīng)力劑2 ml/L,去應(yīng)力劑為糖精，丁炔二醇丙氧基化合物等的混合物；納米添加劑1%，納米添加劑為稀土鑭、鈰、鋯等的可溶性鹽及有機金屬化合物。
[0032]所述化學(xué)鍍修復(fù)層達到5Mffl厚，無針孔的指標(biāo)要求。
[0033]所述酸洗專用添加劑主要配方如下:由烏洛托品10%、碘化鉀0.5%，咪唑啉5%，硫脲2%，表面活性劑5%。
[0034]所述水洗添加劑的主要配方如下:由PEG-200質(zhì)量百分比5%，檸檬酸鈉質(zhì)量百分比10%，苯甲酸鈉10%，其余為水。
【權(quán)利要求】
1.一種應(yīng)用于再制造的表面修復(fù)納米復(fù)合鍍層及其工藝，其特征在于，包括以下步驟: (1)鍍前處理，除油至工件表面干凈，除油可采用市場上通用的堿性除油脫脂粉； (2)酸洗，酸洗液鹽酸濃度為15%至20%，酸洗時間在5至30min，酸洗溫度為常溫，所述酸洗專用添加劑在酸洗液中的添加量為0.5%至2% ； (3)水洗活化，水洗活化液中添加劑用量為水洗液質(zhì)量百分比的0.1%至0.2% ； (4)化學(xué)鍍修復(fù)，鍍液的pH值為4.4-4.9，裝載量為1-2 dm2/L,施鍍溫度為88_92°C，沉積速度:15~20 μ m/ h。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于再制造的表面修復(fù)納米復(fù)合鍍層工藝，其特征在于，所述化學(xué)渡配方包括以下組份: 硫酸鎳27g/L ；
次亞磷酸鈉30g/L ； 乙酸鈉10g/L ； 絡(luò)合劑5ml/L，絡(luò)合劑為乳酸，檸檬酸，丙酸，DL-蘋果酸，丁二酸的混合物； 去應(yīng)力劑1-2 ml/L，去應(yīng)力劑為糖精，丁炔二醇丙氧基化合物等的混合物； 納米添加劑0.1_1%，納米添加劑為稀土鑭、鈰、鋯等的可溶性鹽及有機金屬化合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種應(yīng)用于再制造的表面修復(fù)納米復(fù)合鍍層工藝，其特征在于，所述化學(xué)鍍修復(fù)層與基材結(jié)合力好，耐蝕性好，硬度高，可加工性好，適合再制造工藝要求。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于再制造的表面修復(fù)納米復(fù)合鍍層工藝，其特征在于所述酸洗專用添加劑主要配方如下:由烏洛托品5%至10%、碘化鉀0.1%至0.5%，咪唑啉2%至5%，硫脲1%至2%，表面活性劑2%至5%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于再制造的表面修復(fù)納米復(fù)合鍍層工藝，其特征在于,所述水洗添加劑的主要配方如下:由PEG-200質(zhì)量百分比2%至5%，檸檬酸鈉質(zhì)量百分比5%至10%，苯甲酸鈉5%至10%，其余為水。
【文檔編號】C23C18/31GK103993298SQ201410176899
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年4月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月29日
【發(fā)明者】湯青生 申請人:瀏陽市三鷹新材料有限責(zé)任公司