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)處理技術領域，具體的說是一種在金屬基體表面形成 峰狀凸起鎳鍍層的制備工藝。 [技術背景]
電鍍又稱為電沉積，是在直流電場的作用下，由陽極、陰極及電解質 溶液(鍍液)構成回路，使溶液中的金屬離子沉積到陰極鍍件表面上的過 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電沉積過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，只有增大陰極極化 的添加劑才有可能起到整平作用，而減小極化的物質具有負整平作用。
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?shù)奶砑觿⒄{整陰極和陽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復合材料的方法。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)明具有工藝操作簡單、低溫合 成、適應范圍廣的特點。
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術的不足，采用獨特成分組成的鎳電鍍 液，并在鍍液中添加適量的負整平添加劑，在適當?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 種制備雙金屬復合材料的方法。
為實現(xiàn)上述目的，設計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)總計為1000份，然后加
入到iooo份水中，在8trc下進行磁力攪拌至均勻，得到混合的基礎鍍
液；(2)負整平劑配置苯亞磺酸鈉2 5份、對氨基苯磺酸5 8份，或者 苯亞磺酸鈉4~10份、對氨基苯磺酸10~16份，混合均勻后待用；(3)成 品鍍液配置將制備好的負整平劑20份加入到基礎鍍液中，得到成品鍍 液；(4)鍍前處理將金屬基片預先加工成凹凸形貌，并進行電凈和活化 處理；(5)施鍍采用純度超過99.9%的電解鎳片作為陽極，待鍍的金屬 基片作為陰極進行電鍍，電鍍的電流密度為2.5~10 A/dm2，陽極與陰極之 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)有技術相比，本發(fā)明工藝簡單，所得Ni鍍層有顯著的峰狀凸起 形貌特征，且鍍層致密、與基片有良好結合。 [具體實施方式
]
下面對本發(fā)明作進一步說明。
實施例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下進行磁力攪拌，攪拌均勻后得到基 礎鍍液；在另外容器中稱取苯亞磺酸鈉10 g，對氨基苯磺酸10 g，混合均 勻制成負整平劑；將其加入到上述基礎鍍液中，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，用去離子水反復沖洗干凈。采用電解鎳板作為陽極。將處理干凈的 陰、陽極板插入極板固定支架中，保證陽極板和陰極板在電鍍過程中保持 5mm的恒定距離及平行相對；將電鍍槽放入電熱恒溫水浴中，調整電鍍液 至60°C。將鋼片(陰極)和電解鎳(陽極)接入恒流電源，調整至陰極電 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進行磁力攪拌得到基礎鍍液；在另外 容器中稱取苯亞磺酸鈉12 g，對氨基苯磺酸8g，混合均勻制成負整平劑， 將負整平劑加入到上述基礎鍍液中，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 反復沖洗干凈。采用電解鎳板作為陽極。將處理干凈的陰、陽極板插入極 板固定支架中，保證陽極板和陰極板在電鍍過程中保持3 mm的恒定距離 及平行相對；將電鍍槽放入電熱恒溫水浴中，調整電鍍液至60°C。將碳鋼 片(陰極)和電解鎳(陽極)接入恒流電源，調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。 實施例3
鍍液配方、鍍前處理、施鍍工藝參數(shù)同實施例1，實施例1中的鋼片 改為①12碳鋼，并在鋼棒外表面進行滾花處理。陽極改用電解鎳板制備成 20管狀。將陰極鋼棒置于陽極管中心，按照與實施例1相同的電鍍工藝 進行施鍍后，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)總計為1000份，然后加入到1000份水中，在80℃下進行磁力攪拌至均勻，得到混合的基礎鍍液；(2)負整平劑配置苯亞磺酸鈉2～5份、對氨基苯磺酸5～8份，或者苯亞磺酸鈉4～10份、對氨基苯磺酸10～16份，混合均勻后待用；(3)成品鍍液配置將制備好的負整平劑20份加入到基礎鍍液中，得到成品鍍液；(4)鍍前處理將金屬基片預先加工成凹凸形貌，并進行電凈和活化處理；(5)施鍍采用純度超過99.9％的電解鎳片作為陽極，待鍍的金屬基片作為陰極進行電鍍，電鍍的電流密度為2.5～10A/dm2，陽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)處理技術領域，具體的說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份制成基礎鍍液；苯亞磺酸鈉2～5份、對氨基苯磺酸5～8份，混合成負整平劑；將負整平劑加入到基礎鍍液中，得到成品鍍液；然后以電解鎳片作為陽極，待鍍的金屬基片作為陰極進行電鍍。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，工藝簡單，所得Ni鍍層有顯著的峰狀凸起形貌特征，且鍍層致密、與基片有良好結合。
文檔編號C25D5/34GK101392396SQ20081020126
公開日2009年3月25日 申請日期2008年10月16日 優(yōu)先權日2008年10月16日
發(fā)明者林文松 申請人:上海工程技術大學