專利名稱：高光亮高耐腐蝕高耐磨納米復合電鍍層組合的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種能獲得兼具裝飾和耐蝕耐磨功能的鍍層新組合及其電鍍新工藝。這種鍍層組合既可滿足高光亮裝飾電鍍之用，又可滿足高耐磨、高耐蝕或同時需耐蝕耐磨的制品的裝飾防護的要求。
(二)、技術背景上世紀六十年代以來，人們?yōu)榱双@得高耐蝕的鍍層，美國安比特公司發(fā)明了多層電鍍，從雙鎳一到今天的三層鎳、四層鎳，以提高裝飾鍍層的防蝕性能；為了提高電鍍層的功能，同期日本林忠夫等全力推進開發(fā)了復合電鍍，迄今已建立耐磨、抗氧化、減磨等多種功能復合電鍍體系，開發(fā)了多個功能電鍍技術。后來并將復合鍍用于裝飾鍍，于是有鎳封和鍛面鎳等，但尚不能同時賦與耐磨性，若提高鍍層中微粒含量以增加其耐磨性，則產(chǎn)生消光現(xiàn)象，不能獲得高光亮鍍層，有時甚至適得其反，鍍層發(fā)脆，耐蝕性也下降，故迄今尚無又光亮、又耐磨、又耐蝕又有韌性的組合鍍層面市，也未見相關工藝的專利甚至研究論文報導。
(三)、發(fā)明的內(nèi)容本發(fā)明的所要解決的技術問題之一是提供一種又光亮、又耐磨、又耐蝕、又有韌性的電鍍層組合，即一種總厚度≤13μm高光亮高耐腐蝕高耐磨納米復合電鍍層組合。
本發(fā)明所要解決技術問題的之二是提供一種制備上述復合電鍍層組合的工藝。
解決本發(fā)明技術問題之一是通過采用這樣的技術方案實現(xiàn)的，即一種總厚度≤13μm高光亮高耐腐蝕高耐磨納米復合電鍍層組合，其特征為電鍍層組合為暗鍍/納米復合鎳/光亮鎳/鉻；其中，在電鍍層組合的復合鍍層中彌散有3-10％以α-Al2O3為主晶相的納米復合氧化微粒；所述納米復合氧化微粒中含有堿土金屬，或/和過鍍金屬1～10％。
上述總厚度≤13μm高光亮高耐腐蝕高耐磨納米復合電鍍層組合中，暗鍍層厚為1.5-2.0μm，納米復合鎳層厚5-8μm，光亮鎳層厚3-4μm，鉻面層厚0.25-0.5μm。在所述納米復合氧化微粒中含有的堿土金屬包括鎂或氧化鎂，過鍍金屬包括鎳或氧化鎳。
解決本發(fā)明技術問題之二是通過采用這樣的技術方案實現(xiàn)的，即一種制備高光亮高耐腐蝕高耐磨納米復合電鍍層組合的工藝，其復合電鍍的工藝包括在常規(guī)瓦特電解液中加入50-150g/L的α-Al2O3系復合納米漿料，漿料中分散粒子的原晶粒度＜100nm，最好為40nm-80nm，它是一種在酸堿中均穩(wěn)定的α-晶態(tài)粒子，可在電鍍過程中長期保持分散狀態(tài)不團聚，在電鍍時它能以原晶粒子狀態(tài)均勻地分散于鍍層之中，彌散粒子含量為4-5％(Wt)。
按照上述技術方案，本發(fā)明的工藝中使用的電解液的組成及工藝條件如下硫酸鎳350-380g/L硼 酸40-45g/L氯化鈉12-16g/Lα-Al2O3復合納米漿 50-150g/L(固)PH3.5-4.6
Dk 3-4A/dm2t℃ 55-65納米復合鍍層厚度5-8μm工藝中，陽極用純鎳電極，空氣攪拌，攪拌速度以漿液中全部粒子懸浮為度。新配槽必須在攪拌6小時熟化槽液。
按照上述工藝，使用常規(guī)暗鎳打底再鍍納米復合鎳、常規(guī)亮鎳和鉻，在總厚度＜13μm的情況下獲得優(yōu)于常規(guī)三層鎳25μm-30μm的耐蝕性，且具有高的耐磨性。
本發(fā)明的優(yōu)越性是顯而易見的首先，將在酸堿中均穩(wěn)定、在光學上與光亮鍍匹配、在鍍液中能均勻分散、在鍍層中能均勻彌散的以α-Al2O3為主晶相的復合納米微粒所制成的漿料添加于常規(guī)瓦特電解液中，通過電鍍獲得金屬鎳的納米復合鍍層，此種鍍層具有特殊結構在15埃至20埃(1.5-2.0nm)范圍內(nèi)短程有序的納米非晶態(tài)鎳呈多孔態(tài)，其孔徑＜100nm，α-Al2O3復合納米微粒均勻分布于這些孔隙之中，從而構成一種具有高耐磨、高硬度、高耐蝕、具有韌性的半光亮鍍層，極易出光。比之于三層鎳，新組合的耐蝕性大幅度提高，僅用三層鎳鍍層總厚度的一半即可獲得相等、甚至更高的防護等級，它在抗飽和食鹽水、濃硝酸、混酸、高鉻酸乃至王水的浸蝕上顯示出特殊的耐蝕性，并且其耐磨耗性為三層鎳的一百倍。故用其取代三鎳電鍍，不僅材料節(jié)省一半，而且能源、工時也節(jié)約一半，極大地降低其生產(chǎn)成本，并因減少操作液一半而更易治理其三廢。
本發(fā)明的另一個優(yōu)越性還在于它極高的耐磨耗性，可使光亮持久，特別在室外，在潮濕、含鹽、含酸雨的惡劣氣候環(huán)境中，又有高速塵埃沖擊時更顯示出它的優(yōu)越性。
本發(fā)明的第三個優(yōu)越性在于它極易將三層鎳電鍍轉化為納米復合鍍，它僅需將陰極移動改為空氣攪拌，不再另加設備，將原三鎳槽液用活性炭去掉各種光亮劑及表面活性劑后，氧化過濾即可使用，不會造成浪費，極易推廣。
具體實施方式
下面用例子通過對比更詳細的說明本發(fā)明，所用工藝配方為非限定性的。
實施例1用標準瓦特電解液鍍暗鎳1.5μm，接著按下面的工藝配方和條件電鍍復合鎳硫酸鎳(NiSO4·6H2O)350g/L，硼酸40g/L，氯化鈉15g/L，α-Al2O3復合納米漿(納米粒子原晶粒度65nm)120g/L(固)，PH4.0，Dk3.5A/dm2t℃60，電鍍復合鎳鍍層7μm，硫酸鎳350g/l，再按常規(guī)光亮鎳工藝規(guī)范電鍍光亮鎳層4μm，最后鍍鉻0.25μm，所得鍍層經(jīng)24hCASS試驗評定耐蝕等級為9/8，缺陷面積0.07％，磨耗率0.003％，顯微維氏硬度值(HV0.1)597。
實施例2試驗過程與例1相同，將其中α-Al2O3復合納米漿(納米粒子原晶粒度65nm)含量取80g/L(固)，所得鍍層經(jīng)24hCASS試驗評定耐蝕等級為9/8，缺陷面積0.08％，磨耗率0.006％，顯微維氏硬度值(HV0.1)596，其耐蝕性和硬度幾乎不變，僅磨耗率略有增加。
對比實驗按常規(guī)高耐蝕三層鎳工藝(暗鎳/半光亮鎳/高硫鎳/光亮鎳)鍍總厚度為25μm的鍍層，再鍍0.25μm的鉻層，所得鍍層經(jīng)24hCASS試驗評定耐蝕等級為7/6，缺陷面積0.3％，磨耗率0.65％，顯微維氏硬度值(HV0.1)462，其耐蝕性和硬度大大低于本發(fā)明的復合鍍層，磨耗率幾乎為納米復合鍍的100倍以上。
權利要求
1.一種總厚度≤13μm高光亮高耐腐蝕高耐磨納米復合電鍍層組合，其特征為電鍍層組合為暗鍍/納米復合鎳/光亮鎳/鉻；其中，在電鍍層組合的復合鍍層中彌散有3-10％以α-Al2O3為主晶相的納米復合氧化微粒；所述納米復合氧化微粒中含有堿土金屬，或/和過鍍金屬1～10％。
2.根據(jù)權利要求1所述的高光亮高耐腐蝕高耐磨納米復合電鍍層組合，其特征為電鍍層中，暗鍍層厚為1.5-2.0μm，納米復合鎳層厚5-8μm，光亮鎳層厚3-4μm，鉻面層厚0.25-0.5μm。
3.根據(jù)權利要求1所述的高光亮高耐腐蝕高耐磨納米復合電鍍層組合，其特征為在所述納米復合氧化微粒中，含有的堿土金屬包括鎂或氧化鎂，過鍍金屬包括鎳或氧化鎳。
4.一種制備高光亮高耐腐蝕高耐磨納米復合電鍍層組合的工藝，其特征在于其復合電鍍的工藝包括在常規(guī)瓦特電解液中加入50-150g/L的α-Al2O3系復合納米漿料，漿料中分散粒子的原晶粒度＜100nm，最好為40nm-80nm，工藝中使用的電解液的組成及工藝條件如下硫酸鎳350-380g/L硼 酸40-45g/L氯化鈉12-16g/Lα-Al2O3復合納米漿 50-150g/L(固)PH3.5-4.6Dk3-4A/dm2t℃ 55-65納米復合鍍層厚度5-8μm工藝中，陽極用純鎳電極，空氣攪拌，攪拌速度以漿液中全部粒子懸浮為度。
全文摘要
一種總厚度低于13μm的高光亮高耐蝕高耐磨復合鍍層組合為暗鎳/納米復合鎳/亮鎳/鉻,是用電鍍的方法先后鍍上1.5－2.0μm的暗鎳,5－8μm的納米復合鎳,3－4μm的亮鎳和0.25－0.5μm的鉻獲得。納米復合鎳鍍層中彌散有粒徑為40－80nm的以α－Al
文檔編號C25D5/14GK1380446SQ01129149
公開日2002年11月20日 申請日期2001年12月4日 優(yōu)先權日2001年12月4日
發(fā)明者李聲澤, 陳敬全 申請人:重慶阿波羅機電技術開發(fā)公司