黃銅-鍍層復(fù)合物及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種黃銅-鍍層復(fù)合物及其制備方法，包括：黃銅基體；第一鍍層，所述第一鍍層形成在所述黃銅基體的表面上，并且所述第一鍍層含有鎳、鎢和磷；轉(zhuǎn)化膜層，所述轉(zhuǎn)化膜層形成在所述第一鍍層的表面上，并且所述轉(zhuǎn)化膜層具有龜裂；以及第二鍍層，所述第二鍍層形成在所述轉(zhuǎn)化膜層的表面上，并且所述第二鍍層含有鎳和磷。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的黃銅-鍍層復(fù)合物具有優(yōu)異的耐腐蝕性能，并解決了化學(xué)鍍層間結(jié)合力差易脫落的問題。
【專利說明】黃銅-鍍層復(fù)合物及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于表面處理【技術(shù)領(lǐng)域】，具體而言，本發(fā)明涉及一種黃銅-鍍層復(fù)合物及 其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 銅有優(yōu)良的綜合性能，即良好的耐蝕性、機(jī)械加工性能，較高的導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性， 良好的抗生物淤積能力，因此，它在水域系統(tǒng)、水處理單元、冷凝管、油中的熱交換器、化學(xué) 和石油工業(yè)中有廣泛的應(yīng)用。黃銅合金主要有銅和鋅兩種金屬組成，許多合金元素被添加 到銅中提高它自身的性能，得到錫黃銅等合金。幾十年來，科學(xué)工作者們對(duì)H68、HSn62-l等 黃銅在實(shí)海暴露、大氣腐蝕等條件下的脫鋅現(xiàn)象進(jìn)行了證實(shí)，為了使黃銅的優(yōu)良性能更好 的發(fā)揮，必須解決其在腐蝕介質(zhì)中脫鋅的問題。Ni具有優(yōu)良的耐蝕性，化學(xué)鍍層具有無孔、 均勻等多種優(yōu)點(diǎn)，化學(xué)鍍中當(dāng)Ni與P形成非晶態(tài)時(shí)更是提高了耐蝕性。然而我們對(duì)涂層的 要求并不止步于此。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的 一個(gè)目的在于提出一種黃銅-鍍層復(fù)合物及其制備方法，該黃銅-鍍層復(fù)合物具有優(yōu)異的 耐腐蝕性能。
[0004] 在本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提出了一種黃銅-鍍層復(fù)合物，包括：
[0005] 黃銅基體；
[0006] 第一鍍層，所述第一鍍層形成在所述黃銅基體的表面上，并且所述第一鍍層含有 鎮(zhèn)、鶴和憐；
[0007] 轉(zhuǎn)化膜層，所述轉(zhuǎn)化膜層形成在所述第一鍍層的表面上，并且所述轉(zhuǎn)化膜層具有 龜裂；以及
[0008] 第二鍍層，所述第二鍍層形成在所述轉(zhuǎn)化膜層的表面上，并且所述第二鍍層含有 鎳和磷。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的黃銅-鍍層復(fù)合物通過采用表面具有龜裂形貌的轉(zhuǎn)化膜層 將含有鎳、鎢、磷的第一鍍層和含有鎳、磷的第二鍍層結(jié)合，從而可以顯著提高間的結(jié)合力， 同時(shí)利用含有鎳、鎢、磷的第一鍍層和含有鎳、磷的第二鍍層的腐蝕傾向差別，通過將含有 鎳、磷的第二鍍層涂覆于含有鎳、鎢、磷的第一鍍層的表面，從而達(dá)到陽極性保護(hù)的目的，同 時(shí)當(dāng)鍍層發(fā)生點(diǎn)蝕時(shí)，腐蝕將沿著第一鍍層表面延伸，進(jìn)而防止了進(jìn)一步向基體腐蝕，從而 有利于工程上對(duì)工件的破損有準(zhǔn)確的把握，并及時(shí)修補(bǔ)。
[0010] 另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的黃銅-鍍層復(fù)合物還可以具有如下附加的技術(shù)特 征：
[0011] 在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述黃銅基體為HSn62-l。
[0012] 在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述第一鍍層的厚度為10?50 μ m，所述轉(zhuǎn)化膜層的 厚度為為0. 2?2 μ m，所述第二鍍層的厚度為10?50 μ m。由此，可以顯著提高黃銅-鍍 層復(fù)合物的耐腐蝕性能以及第一層鍍層和第二鍍層間結(jié)合力。
[0013] 在本發(fā)明的另一個(gè)方面，本發(fā)明提出了制備黃銅-鍍層復(fù)合物的方法，包括：
[0014] (1)在活化液中對(duì)所述黃銅進(jìn)行活化處理，以便得到經(jīng)過活化處理的黃銅；
[0015] (2)在第一鍍液中，利用鐵質(zhì)金屬引發(fā)所述經(jīng)過活化處理的黃銅進(jìn)行第一化學(xué) 鍍，以便在黃銅表面形成第一鍍層，以便得到第一復(fù)合物，其中，所述第一鍍層含有鎳、鎢和 憐；
[0016] (3)在成膜溶液中對(duì)所述第一復(fù)合物進(jìn)行化學(xué)沉積，以便在所述第一鍍層表面形 成轉(zhuǎn)化膜層，以便得到第二復(fù)合物，其中，所述轉(zhuǎn)化膜層具有龜裂；以及
[0017] (4)在第二鍍液中對(duì)所述第二復(fù)合物行第二化學(xué)鍍，以便在所述轉(zhuǎn)化膜層表面形 成第二鍍層，以便獲得黃銅-鍍層復(fù)合物，其中，所述第二鍍層含有鎳和磷。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制備黃銅-鍍層復(fù)合物的方法可以有效制備得到無孔、耐腐 蝕性好的黃銅-鍍層復(fù)合物，并且鍍速快，同時(shí)利用具有龜裂形貌的轉(zhuǎn)化膜層可以為第二 鍍層提供不均勻形核位置，進(jìn)而將含有鎳、鎢、磷的第一鍍層和含有鎳、磷的第二鍍層結(jié)合， 從而顯著提高鍍層間的結(jié)合力。
[0019] 另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的制備黃銅-鍍層復(fù)合物的方法還可以具有如下附 加的技術(shù)特征：
[0020] 在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，在步驟（1)中，所述活化液為5vt %的硫酸溶液和 20vt%的氫氟酸溶液。由此，可以顯著提高黃銅基體的活化效率。
[0021] 在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，在步驟（2)中，所述第一鍍液含有：5?8g/L的六水合 硫酸鎳；4?6g/L的一水合次亞磷酸鈉；10?20g/L的檸檬酸鈉；5?10g/L的檸檬酸；以 及0. 5?10g/L的二水合鎢酸鈉。由此，可以有效在黃銅基體表面形成含有鎳、鎢和磷的第 一鍍層。
[0022] 在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，在步驟（3)中，所述成膜溶液含有：1?5g/L的氟鋯 酸；2?10g/L的鞣酸；0. 5?2g/L的氟化鈉；以及0. 2?2mL/L的過氧化氫。由此，可以 有效在第一鍍層表面形成具有龜裂形貌的轉(zhuǎn)化膜層。
[0023] 在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，在步驟（4)中，所述第二鍍液含有：7?10g/L的六水 合硫酸鎳；4?6g/L的二水合次亞磷酸鈉；16?20g/L的三水合結(jié)晶乙酸鈉；10?20mL/L 的甲酸；以及1?3mg/L的硫脲。由此，可以有效在轉(zhuǎn)化膜層表面形成含有鎳和磷的第二鍍 層。
[0024] 在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述第一鍍液的pH為9?10,所述成膜溶液的pH為 5?6,所述第二鍍液的pH為5?6。由此，可以顯著提高黃銅-鍍層復(fù)合物的耐腐蝕性能。
[0025] 在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述黃銅為HSn62_l。
[0026] 在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述第一化學(xué)鍍是在50?70攝氏度的溫度下進(jìn)行3 小時(shí)。由此，可以顯著提高第一化學(xué)鍍效率。
[0027] 在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述化學(xué)沉積是在50攝氏度的溫度下進(jìn)行2小時(shí)。由 此，可以顯著提高成膜效率。
[0028] 在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述第二化學(xué)鍍是在85?95攝氏度的溫度下進(jìn)行3 小時(shí)。由此，可以顯著提高第二化學(xué)鍍效率。
[0029] 在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述第一鍍層的厚度為10?50 μ m，所述轉(zhuǎn)化膜層的 厚度為0. 2?2 μ m，所述第二鍍層的厚度為10?50 μ m。由此，可以顯著提高黃銅-鍍層 復(fù)合物的耐腐蝕性能以及第一層鍍層和第二鍍層間結(jié)合力。
[0030] 在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，在進(jìn)行所述活化處理之前，預(yù)先對(duì)所述黃銅依次進(jìn)行 粗化處理、除油處理和水洗處理，其中，所述粗化處理是通過采用Si0 2砂紙打磨所述黃銅表 面進(jìn)行的，所述Si02砂紙為選自60#、320#、800#、1500#和2000#依次打磨，所述除油處理 是通過采用丙酮和酒精中的至少一種對(duì)經(jīng)過粗化處理的黃銅表面進(jìn)行超聲清洗進(jìn)行的。由 此，可以進(jìn)一步提高黃銅-鍍層復(fù)合物的耐腐蝕性能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0031] 圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的黃銅-鍍層復(fù)合物中第一鍍層和第二鍍層耐腐蝕 性比較圖；
[0032] 圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的制備黃銅-鍍層復(fù)合物的方法的流程示意圖；
[0033] 圖3是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的制備黃銅-鍍層復(fù)合物的方法制備的黃銅-鍍層 復(fù)合物中第一鍍層的生長(zhǎng)形貌SEM圖；
[0034] 圖4是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的制備黃銅-鍍層復(fù)合物的方法制備的黃銅-鍍層 復(fù)合物中轉(zhuǎn)化膜層的形貌SEM圖；
[0035] 圖5是根據(jù)本發(fā)明又一個(gè)實(shí)施例的制備黃銅-鍍層復(fù)合物的方法的流程示意圖；
[0036] 圖6是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的制備黃銅-鍍層復(fù)合物的方法制備的黃銅-鍍層 復(fù)合物的GB5210-85試驗(yàn)后鍍層脫落情況圖；
[0037] 圖7為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制備黃銅-鍍層復(fù)合物的方法制備而成的黃銅-鍍層 復(fù)合物的截面形貌；
[0038] 圖8(a)是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的制備黃銅-鍍層復(fù)合物的方法制備的黃 銅-鍍層復(fù)合物中第一鍍層的EDX圖譜；
[0039] 圖8(b)是根據(jù)本發(fā)明又一個(gè)實(shí)施例的制備黃銅-鍍層復(fù)合物的方法制備的黃 銅-鍍層復(fù)合物中第一鍍層的EDX圖譜；
[0040] 圖8(c)是根據(jù)本發(fā)明再一個(gè)實(shí)施例的制備黃銅-鍍層復(fù)合物的方法制備的黃 銅-鍍層復(fù)合物中第一鍍層的EDX圖譜；
[0041] 圖9(a)是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的制備黃銅-鍍層復(fù)合物的方法制備的黃 銅-鍍層復(fù)合物中第二鍍層的EDX圖譜；
[0042] 圖9(b)是根據(jù)本發(fā)明又一個(gè)實(shí)施例的制備黃銅-鍍層復(fù)合物的方法制備的黃 銅-鍍層復(fù)合物中第二鍍層的EDX圖譜；
[0043] 圖9(c)是根據(jù)本發(fā)明再一個(gè)實(shí)施例的制備黃銅-鍍層復(fù)合物的方法制備的黃 銅-鍍層復(fù)合物中第二鍍層的EDX圖譜。

【具體實(shí)施方式】
[0044] 下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終 相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附 圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0045] 在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語"中心"、"縱向"、"橫向"、"長(zhǎng)度"、"寬度"、 "厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"堅(jiān)直"、"水平"、"頂"、"底" "內(nèi)"、"外"、"順時(shí) 針"、"逆時(shí)針"、"軸向"、"徑向"、"周向"等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或 位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必 須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0046] 此外，術(shù)語"第一"、"第二"僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性 或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或 者隱含地包括至少一個(gè)該特征。在本發(fā)明的描述中，"多個(gè)"的含義是至少兩個(gè)，例如兩個(gè)， 三個(gè)等，除非另有明確具體的限定。
[0047] 在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語"安裝"、"相連"、"連接"、"固定"等 術(shù)語應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機(jī)械連 接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi) 部的連通或兩個(gè)元件的相互作用關(guān)系，除非另有明確的限定。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。
[0048] 在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征"上"或"下"可以 是第一和第二特征直接接觸，或第一和第二特征通過中間媒介間接接觸。而且，第一特征在 第二特征"之上"、"上方"和"上面"可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或僅僅表示 第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征"之下"、"下方"和"下面"可以是 第一特征在第二特征正下方或斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0049] 在本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提出了一種黃銅-鍍層復(fù)合物。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施 例，該復(fù)合物包括黃銅基體、第一鍍層、轉(zhuǎn)化膜層和第二鍍層。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，第 一鍍層形成于黃銅基體的表面上，并且第一鍍層含有鎳、鶴和磷，轉(zhuǎn)化膜層形成在第一鍍層 的表面上，并且轉(zhuǎn)化膜層具有龜裂形貌，第二鍍層形成在轉(zhuǎn)化膜層的表面上，并且第二鍍層 含有鎳和磷。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，利用具有龜裂形貌的轉(zhuǎn)化膜層可以為第二鍍層提供不均勻形核 位置，進(jìn)而將含有鎳、鎢、磷的第一鍍層和含有鎳、磷的第二鍍層結(jié)合，從而可以顯著提高鍍 層間的結(jié)合力。
[0050] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，黃銅基體可以為HSn62_l。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，第一鍍 層、轉(zhuǎn)化膜層和第二鍍層的厚度并不受特別限制，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，第一鍍層的厚 度可以為10?50μηι，轉(zhuǎn)化膜層的厚度可以為0· 2?2μηι，第二鍍層的厚度可以為10? 50 μ m。例如，第一鍍層的厚度可以為25 μ m，轉(zhuǎn)化膜層的厚度可以為4 μ m，第二鍍層的厚度 可以為30μπι。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，第一鍍層和第二鍍層作為保護(hù)涂層，可以顯著提高黃銅基體的 耐蝕能力，如果厚度小于10 μ m使得涂層易損壞，不能達(dá)到保護(hù)效果，而過厚的涂層增加工 件自重，使得能耗增加，轉(zhuǎn)化膜層的作用在于為第二層鍍層提供不均勻形核位置，從而增強(qiáng) 膜層間結(jié)合力，而過厚的膜層會(huì)因?yàn)檗D(zhuǎn)化膜完全隔斷第一鍍層和第二鍍層，反而降低其結(jié) 合力。
[0051] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的黃銅-鍍層復(fù)合物通過采用表面具有龜裂形貌的轉(zhuǎn)化膜層 將含有鎳、鎢、磷的第一鍍層和含有鎳、磷的第二鍍層結(jié)合，從而可以顯著提高間的結(jié)合力， 同時(shí)利用含有鎳、鎢、磷的第一鍍層和含有鎳、磷的第二鍍層的腐蝕傾向差別（如圖1)，通 過將含有鎳、磷的第二鍍層涂覆于含有鎳、鎢、磷的第一鍍層的表面，從而達(dá)到陽極性保護(hù) 的目的，同時(shí)當(dāng)鍍層發(fā)生點(diǎn)蝕時(shí)，腐蝕將沿著第一鍍層表面延伸，進(jìn)而防止了進(jìn)一步向基體 腐蝕，從而有利于工程上對(duì)工件的破損有準(zhǔn)確的把握，并及時(shí)修補(bǔ)。
[0052] 在本發(fā)明的另一個(gè)方面，本發(fā)明提出了制備上述黃銅-鍍層復(fù)合物的方法。下面 參考圖2-9對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的制備黃銅-鍍層復(fù)合物的方法進(jìn)行詳細(xì)描述。根據(jù)本發(fā)明的 實(shí)施例，該方法包括：
[0053] S100 :活化處理
[0054] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在活化液中對(duì)黃銅進(jìn)行活化處理，以便得到經(jīng)過活化處理 的黃銅。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，黃銅可以為HSn62_l。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，活化液可以為 5vt %的硫酸溶液和20vt %的氫氟酸溶液。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，先將黃銅在氫氟酸溶 液中浸泡5分鐘，然后用去離子水沖洗，最后在硫酸溶液中浸泡10分鐘。
[0055] S200 :第一化學(xué)鍍
[0056] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在第一鍍液中，利用鐵質(zhì)金屬引發(fā)經(jīng)過活化處理的黃銅進(jìn) 行第一化學(xué)鍍，以便在黃銅表面形成第一鍍層，從而得到第一復(fù)合物（如圖3所示），其中 第一鍍層含有鎳、鎢和磷。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，第一鍍液的成分可以為5?8g/L的六水 合硫酸鎳；4?6g/L的一水合次亞磷酸鈉；10-20g/L的檸檬酸鈉；5-10g/L的檸檬酸；以及 0. 5?10g/L的二水合鎢酸鈉。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，第一化學(xué)鍍的條件并不受特別限制， 根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，第一化學(xué)鍍可以在50?70攝氏度的溫度下進(jìn)行3小時(shí)。根據(jù) 本發(fā)明的實(shí)施例，第一鍍層的厚度并不受特別限制，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，第一鍍層的 厚度可以為10-50 μ m。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，第一鍍層小于10 μ m造成鍍層易損壞，不能達(dá)到保護(hù)效 果，但過厚的涂層增加工件自重，提高了能耗。該步驟中，鐵質(zhì)金屬誘發(fā)化學(xué)鍍是必須的步 驟，因?yàn)辄S銅無活性，也不能置換出金屬鎳，將其與具有催化活性的金屬鐵相接觸導(dǎo)致導(dǎo)體 的穩(wěn)定電位負(fù)移，使吸附在它們表面的鎳離子得到電子而被還原沉積在基體上，進(jìn)而誘發(fā) 反應(yīng)。具體地，當(dāng)黃銅表面已有銀白色鍍層沉積后，工件已具備活化狀態(tài)，此時(shí)可將鐵質(zhì)金 屬移除，以保證鍍層的完整性。反應(yīng)原理如下：
[0057] 氧化反應(yīng)：H2P〇2 +0H _e - ΗΡ032 +2H20
[0058] 還原反應(yīng)：Ni2++2e - Ni
[0059] W042>H20+e ^ ff+OF
[0060] H2P02 +e - P+OH。
[0061] S300:化學(xué)沉積
[0062] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在成膜溶液中對(duì)上述得到的第一復(fù)合物進(jìn)行化學(xué)沉積，以 便在第一鍍層表面形成轉(zhuǎn)化膜層，從而得到第二復(fù)合物（如圖4所示），其中，轉(zhuǎn)化膜層可 以具有龜裂形貌。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，成膜溶液的成分可以為l_5g/L的氟鋯酸；2-10g/ L的鞣酸；0. 5-2g/L的氟化鈉；以及0. 2?2mL/L的過氧化氫。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，化學(xué) 沉積的條件并不受特別限制，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，化學(xué)沉積可以在50攝氏度的溫度 下進(jìn)行2小時(shí)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，轉(zhuǎn)化膜層的厚度并不受特別限制，根據(jù)本發(fā)明的具體 實(shí)施例，轉(zhuǎn)化膜層的厚度可以為0. 2?2 μ m。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，過厚的膜層會(huì)因?yàn)檗D(zhuǎn)化膜完全隔 斷第一和第二涂層，反而降低其結(jié)合力。該步驟反應(yīng)原理如下：
[0063] 絡(luò)合反應(yīng)：4R-C00H+Zr4+- (RC00)4Zr 丨 +3H+
[0064] 電解反應(yīng)：ZrFf - Zr4++6F-
[0065] Zr4++40!T - Zr02+2H20。
[0066] S400 :第二化學(xué)鍍
[0067] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在第二鍍液中對(duì)上述所得到的第二復(fù)合物行第二化學(xué)鍍， 以便在轉(zhuǎn)化膜層表面形成第二鍍層，以便獲得黃銅-鍍層復(fù)合物，其中，第二鍍層含有鎳和 磷。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，第二鍍液的成分為7?10g/L的六水合硫酸鎳；4?6g/L的二水 合次亞磷酸鈉；16-20g/L的三水合結(jié)晶乙酸鈉；10-20mL/L的甲酸；以及l(fā)-3mg/L的硫脲。 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，第三化學(xué)鍍的條件并不受特別限制，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，第三 化學(xué)鍍可以85?95攝氏度的溫度下進(jìn)行3小時(shí)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，第三鍍層的厚度并 不受特別限制，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，第三鍍層的厚度可以為l〇-5〇ym。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)， 其鍍層小于10 μ m造成涂層易損壞，不能達(dá)到保護(hù)效果，但過厚的涂層增加工件自重，增加 了能耗。反應(yīng)原理如下：
[0068] 氧化反應(yīng)：H2P〇2 +0H _e - ΗΡ032 +2H20
[0069] 還原反應(yīng)：Ni2++2e - Ni
[0070] H2P〇2 +e - P+OH。
[0071] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制備黃銅-鍍層復(fù)合物的方法通過連續(xù)浸鍍的方式可以有 效制備得到無孔、耐腐蝕性好的黃銅-鍍層復(fù)合物，同時(shí)采用鐵質(zhì)金屬引發(fā)，廉價(jià)的酸溶液 浸泡活化的方式對(duì)黃銅進(jìn)行活化處理，從而可以顯著降低活化處理成本，另外利用轉(zhuǎn)化膜 層的龜裂形貌，可以為第二鍍層提供形核位置，進(jìn)而顯著提高鍍層間的結(jié)合力，從而可以解 決復(fù)合鍍層間結(jié)合不好，容易脫落的問題，并且該方法上鍍速度快、制備方法簡(jiǎn)單，可適用 于形狀復(fù)雜的工件以及大規(guī)模生產(chǎn)，鍍層的成分含量可通過溶液配比調(diào)節(jié)，厚度可通過施 鍍時(shí)間進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0072] 參考圖5,本發(fā)明實(shí)施例的制備黃銅-鍍層復(fù)合物的方法進(jìn)一步包括：
[0073] S5〇0 :粗化處理
[0074] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在將黃銅進(jìn)行活化處理之前，預(yù)先對(duì)黃銅進(jìn)行粗化處理。根 據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，粗化處理的方式并不受特別限制，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，粗化處 理可以通過采用Si0 2#紙打磨黃銅表面進(jìn)行。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，Si02砂紙的型號(hào)并 不受特別限制，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，Si0 2#紙可以為選自60#、320#、800#、1500#和 2000#。該步驟，具體地，首先采用60#的Si0 2砂紙對(duì)黃銅進(jìn)行打磨，去除黃銅表面氧化層， 然后依次使用320#、800#、1500#和2000#的Si0 2砂紙將黃銅表面打磨光滑。由此，可以顯 著提高黃銅與鍍層之間的結(jié)合力。
[0075] S600:除油處理
[0076] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，將經(jīng)過粗化處理的黃銅進(jìn)行除油處理。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施 例，除油處理的方式并不受特別限制，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，除油處理可以通過采用丙 酮和酒精中的至少一種對(duì)經(jīng)過粗化處理的黃銅表面進(jìn)行超聲清洗進(jìn)行，由此可以去除打磨 過程中沾染的灰塵、油脂和汗?jié)n。
[0077] S700 :水洗處理
[0078] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，將經(jīng)過除油處理的黃銅進(jìn)行水洗處理。該步驟中，具體地， 將上述得到的除油后的黃銅放在去離子水中清洗，從而可以去除殘留在黃銅表面的除油 劑。
[0079] 如上所述，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制備黃銅-鍍層復(fù)合物的方法可具有選自下列的 優(yōu)點(diǎn)至少之一：
[0080] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制備黃銅-鍍層復(fù)合物的方法鍍液鍍速快，浸鍍6小時(shí)可達(dá) 到約90μ-- ;
[0081] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制備黃銅-鍍層復(fù)合物的方法鍍層間的結(jié)合力大，參照 GB5210-85的試樣方法，膠黏劑與被測(cè)鍍層的面漆完全脫開（如圖6)，其結(jié)合力評(píng)定等級(jí)可 達(dá)到D級(jí)；
[0082] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制備黃銅-鍍層復(fù)合物的方法得到的鍍層平整（如圖7)，無 孔，耐蝕性好，可在各種腐蝕性環(huán)境中使用；
[0083] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制備黃銅-鍍層復(fù)合物的方法基于浸鍍方式的優(yōu)越性，無論 是鍍層制備或提高結(jié)合力的手段，都適合形狀復(fù)雜的工件，且適合大規(guī)模生產(chǎn)；
[0084] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制備黃銅-鍍層復(fù)合物的方法得到的復(fù)合鍍層一旦發(fā)生腐 蝕，腐蝕會(huì)沿著工件表面延展，便于修補(bǔ)。
[0085] 下面參考具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述，需要說明的是，這些實(shí)施例僅僅是描述 性的，而不以任何方式限制本發(fā)明。
[0086] 實(shí)施例1
[0087] 第一鍍液配方：5g/L的六水合硫酸鎳、4g/L的一水合次亞磷酸鈉、10g/L的檸檬酸 鈉、5g/L的檸檬酸和0. 5g/L的二水合鎢酸鈉；
[0088] 成膜溶液配方：lg/L的氟鋯酸、2g/L的鞣酸、0. 5g/L的氟化鈉和2mL/L的過氧化 氫；
[0089] 第二鍍液配方：7g/L的六水合硫酸鎳、4g/L的二水合次亞磷酸鈉、16g/L的三水合 結(jié)晶乙酸鈉、20mL/L的甲酸和2mg/L的硫脲。
[0090] 制備方法：
[0091] 首先采用Si02砂紙對(duì)黃銅表面進(jìn)行打磨，然后利用丙酮或酒精對(duì)經(jīng)過打磨的黃銅 進(jìn)行除油處理，將經(jīng)過除油處理的黃銅在去離子水中進(jìn)行水洗處理，將經(jīng)過水洗處理的黃 銅在20vt %的氫氟酸溶液中浸泡5分鐘，然后用去離子水沖洗，最后在5vt %硫酸溶液中浸 泡10分鐘,然后在pH為9. 2的第一鍍液中，在50攝氏度的溫度下，利用鐵質(zhì)金屬引發(fā)經(jīng) 過活化處理的黃銅進(jìn)行第一化學(xué)鍍，以便在黃銅表面形成含有鎳、鎢和磷的第一鍍層，得到 第一復(fù)合物，對(duì)所得到的第一復(fù)合物水洗，接著在50攝氏度的溫度下，在成膜溶液中對(duì)上 述得到的第一復(fù)合物進(jìn)行化學(xué)沉積，以便在第一鍍層表面形成具有龜裂形貌的轉(zhuǎn)化膜，從 而得到第二復(fù)合物，依次進(jìn)行水洗，接著在90攝氏度的溫度下，在pH為5. 4的第二鍍液中 對(duì)上述所得到的第二復(fù)合物進(jìn)行第二化學(xué)鍍，以便在轉(zhuǎn)化膜層表面形成含有鎳和磷第二鍍 層，從而獲得黃銅-鍍層復(fù)合物。圖8 (a)檢測(cè)結(jié)果顯示第一鍍層中鎢含量為3. 31%，磷含 量為7. 99%，9 (a)檢測(cè)結(jié)果顯示第三鍍層中磷含量為10. 26%。
[0092] 實(shí)施例2
[0093] 第一鍍液配方：6g/L的六水合硫酸鎳、5g/L的一水合次亞磷酸鈉、15g/L的檸檬酸 鈉、5g/L的檸檬酸和0. 7g/L的二水合鎢酸鈉；
[0094] 成膜溶液配方：lg/L的氟鋯酸、2g/L的鞣酸、0. 5g/L的氟化鈉和2mL/L的過氧化 氫；
[0095] 第二鍍液配方：8g/L的六水合硫酸鎳、5g/L的二水合次亞磷酸鈉、16g/L的三水合 結(jié)晶乙酸鈉、20mL/L的甲酸和2mg/L的硫脲。
[0096] 制備方法：
[0097] 首先采用Si02砂紙對(duì)黃銅表面進(jìn)行打磨，然后利用丙酮或酒精對(duì)經(jīng)過打磨的黃銅 進(jìn)行除油處理，將經(jīng)過除油處理的黃銅在去離子水中進(jìn)行水洗處理，將經(jīng)過水洗處理的黃 銅在20vt %的氫氟酸溶液中浸泡5分鐘，然后用去離子水沖洗，最后在5vt %硫酸溶液中浸 泡10分鐘,然后在pH為9. 4的第一鍍液中，在60攝氏度的溫度下，利用鐵質(zhì)金屬引發(fā)經(jīng) 過活化處理的黃銅進(jìn)行第一化學(xué)鍍，以便在黃銅表面形成含有鎳、鎢和磷的第一鍍層，得到 第一復(fù)合物，對(duì)所得到的第一復(fù)合物水洗并干燥，接著在50攝氏度的溫度下，在成膜溶液 中對(duì)上述得到的第一復(fù)合物進(jìn)行化學(xué)沉積，以便在第一鍍層表面形成具有龜裂形貌的轉(zhuǎn)化 膜，從而得到第二復(fù)合物，依次進(jìn)行水洗，接著在90攝氏度的溫度下，在pH為5. 4的第二鍍 液中對(duì)上述所得到的第二復(fù)合物行第二化學(xué)鍍，以便在轉(zhuǎn)化膜層表面形成含有鎳和磷第二 鍍層，從而獲得黃銅-鍍層復(fù)合物。圖8(b)檢測(cè)結(jié)果顯示第一鍍層中鎢含量為4. 47%，磷 含量為11. 77%，9(b)檢測(cè)結(jié)果顯示第二鍍層中磷含量為10.68%。
[0098] 實(shí)施例3
[0099] 第一鍍液配方：8g/L的六水合硫酸鎳、6g/L的一水合次亞磷酸鈉、20g/L的檸檬酸 鈉、10g/L的檸檬酸和lg/L的二水合鎢酸鈉；
[0100] 成膜溶液配方：lg/L的氟鋯酸、2g/L的鞣酸、0. 5g/L的氟化鈉和2mL/L的過氧化 氫；
[0101] 第二鍍液配方：l〇g/L的六水合硫酸鎳、6g/L的二水合次亞磷酸鈉、16g/L的三水 合結(jié)晶乙酸鈉、20mL/L的甲酸和3mg/L的硫脲。
[0102] 制備方法：
[0103] 首先采用Si02砂紙對(duì)黃銅表面進(jìn)行打磨，然后利用丙酮或酒精對(duì)經(jīng)過打磨的黃銅 進(jìn)行除油處理，將經(jīng)過除油處理的黃銅在去離子水中進(jìn)行水洗處理，將經(jīng)過水洗處理的黃 銅在20vt %的氫氟酸溶液中浸泡5分鐘，然后用去離子水沖洗，最后在5vt %硫酸溶液中浸 泡10分鐘,然后在pH為9. 6的第一鍍液中，在60攝氏度的溫度下，利用鐵質(zhì)金屬引發(fā)經(jīng) 過活化處理的黃銅進(jìn)行第一化學(xué)鍍，以便在黃銅表面形成含有鎳、鎢和磷的第一鍍層，得到 第一復(fù)合物，對(duì)所得到的第一復(fù)合物水洗并干燥，接著在50攝氏度的溫度下，在第二鍍液 中對(duì)上述得到的第一復(fù)合物進(jìn)行化學(xué)沉積，以便在第一鍍層表面形成具有龜裂形貌的轉(zhuǎn)化 膜，從而得到第二復(fù)合物，依次進(jìn)行水洗，接著在90攝氏度的溫度下，在pH為5. 3的第二鍍 液中對(duì)上述所得到的第二復(fù)合物行第二化學(xué)鍍，以便在轉(zhuǎn)化膜層表面形成含有鎳和磷第二 鍍層，從而獲得黃銅-鍍層復(fù)合物。圖8(c)檢測(cè)結(jié)果顯示第一鍍層中鎢含量為5. 84%，磷 含量為10. 65%，9(c)檢測(cè)結(jié)果顯示第二鍍層中磷含量為10. 76%。
[0104] 在本說明書的描述中，參考術(shù)語"一個(gè)實(shí)施例"、"一些實(shí)施例"、"示例"、"具體示 例"、或"一些示例"等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特 點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對(duì)上述術(shù)語的示意性表述不 必須針對(duì)的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任 一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技 術(shù)人員可以將本說明書中描述的不同實(shí)施例或示例以及不同實(shí)施例或示例的特征進(jìn)行結(jié) 合和組合。
[0105] 盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例 性的，不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對(duì)上述 實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。
【權(quán)利要求】
1. 一種黃銅-鍍層復(fù)合物，其特征在于，包括： 黃銅基體； 第一鍍層，所述第一鍍層形成在所述黃銅基體的表面上，并且所述第一鍍層含有鎳、鎢 和磷； 轉(zhuǎn)化膜層，所述轉(zhuǎn)化膜層形成在所述第一鍍層的表面上，并且所述轉(zhuǎn)化膜層具有龜裂； 以及 第二鍍層，所述第二鍍層形成在所述轉(zhuǎn)化膜層的表面上，并且所述第二鍍層含有鎳和 磷。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的黃銅-鍍層復(fù)合物，其特征在于，所述黃銅基體為HSn62-l。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的黃銅-鍍層復(fù)合物，其特征在于，所述第一鍍層的厚度為 10?50 μ m，所述轉(zhuǎn)化膜層的厚度為0· 2?2 μ m，所述第二鍍層的厚度為10?50 μ m。
4. 一種制備權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述黃銅-鍍層復(fù)合物的方法，其特征在于，包括： (1) 在活化液中對(duì)黃銅進(jìn)行活化處理，以便得到經(jīng)過活化處理的黃銅； (2) 在第一鍍液中，利用鐵質(zhì)金屬引發(fā)經(jīng)過活化處理的黃銅進(jìn)行第一化學(xué)鍍，以便在黃 銅表面形成第一鍍層，以便得到第一復(fù)合物，其中，所述第一鍍層含有鎳、鎢和磷； (3) 在成膜溶液中對(duì)所述第一復(fù)合物進(jìn)行化學(xué)沉積，以便在所述第一鍍層表面形成轉(zhuǎn) 化膜層，以便得到第二復(fù)合物，其中，所述轉(zhuǎn)化膜層具有龜裂；以及 (4) 在第二鍍液中對(duì)所述第二復(fù)合物行第二化學(xué)鍍，以便在所述轉(zhuǎn)化膜層表面形成第 二鍍層，以便獲得黃銅-鍍層復(fù)合物，其中，所述第二鍍層含有鎳和磷。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備黃銅-鍍層復(fù)合物的方法，其特征在于，在步驟（1)中， 所述活化液為5vt%的硫酸溶液和20vt%的氫氟酸溶液。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備黃銅-鍍層復(fù)合物的方法，其特征在于，在步驟（2)中， 所述第一鍍液含有： 5?8g/L的六水合硫酸鎳； 4?6g/L的一水合次亞磷酸鈉； 10?20g/L的檸檬酸鈉； 5?10g/L的檸檬酸；以及 0. 5?10g/L的二水合鎢酸鈉。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備黃銅-鍍層復(fù)合物的方法，其特征在于，在步驟（3)中， 所述成膜溶液含有： 1?5g/L的氟锫酸； 2?10g/L的縣酸； 0. 5?2g/L的氟化鈉；以及 0. 2?2mL/L的過氧化氫。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備黃銅-鍍層復(fù)合物的方法，其特征在于，在步驟（4)中， 所述第二鍍液含有： 7?10g/L的六水合硫酸鎳； 4?6g/L的二水合次亞磷酸鈉； 16?20g/L的三水合結(jié)晶乙酸鈉； 10?20mL/L的甲酸；以及 1?3mg/L的硫脲。
9. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備黃銅-鍍層復(fù)合物的方法，其特征在于，所述第一鍍液的 pH為9?10,所述成膜溶液的pH為5?6,所述第二鍍液的pH為5?6。
10. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備黃銅-鍍層復(fù)合物的方法，其特征在于，所述黃銅為 HSn62-l。
11. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備黃銅-鍍層復(fù)合物的方法，其特征在于，所述第一化學(xué) 鍍是在50?70攝氏度的溫度下進(jìn)行3小時(shí)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備黃銅-鍍層復(fù)合物的方法，其特征在于，所述化學(xué)沉積 是在50攝氏度的溫度下進(jìn)行2小時(shí)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備黃銅-鍍層復(fù)合物的方法，其特征在于，所述第二化學(xué) 鍍是在85?95攝氏度的溫度下進(jìn)行3小時(shí)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備黃銅-鍍層復(fù)合物的方法，其特征在于，所述第一鍍層 的厚度為10?50 μπι，所述轉(zhuǎn)化膜層的厚度為0. 2?2μπι，所述第二鍍層的厚度為10? 50 μ m〇
15. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備黃銅-鍍層復(fù)合物的方法，其特征在于，在進(jìn)行所述活 化處理之前，預(yù)先對(duì)所述黃銅依次進(jìn)行粗化處理、除油處理和水洗處理， 其中， 所述粗化處理是通過采用Si02砂紙打磨所述黃銅表面進(jìn)行的，所述Si02砂紙為選自 60#、320#、800#、1500#和2000#依次打磨，所述除油處理是通過采用丙酮和酒精中的至少 一種對(duì)經(jīng)過粗化處理的黃銅表面進(jìn)行超聲清洗進(jìn)行的。
【文檔編號(hào)】C23C28/00GK104085149SQ201410273453
【公開日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2014年6月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月18日
【發(fā)明者】崔秀芳, 曹蔚琦, 金國, 劉喆, 侯丁丁 申請(qǐng)人:哈爾濱工程大學(xué)