= P + 2H20
纳米Zr02粉体和微米级PTFE粉体在反应过程中，被吸附或包夹到Ni_P合金镀层中，在模具表面制备Zr02-PTFE-N1-P合金镀层材料。
[0052]实施例3
(1)按下列用量，配制化学镀溶液并加热至353K，保持溶液pH值4.0 ;
主盐(硫酸镍:20 g/Ι，次磷酸盐:23g/l)
络合剂(一元羧酸:15 g/Ι，二元羧酸:4 g/1) pH缓冲剂(强碱:5 g/Ι、一元羧酸盐:16 g/1)
混合粉体(纳米粉体Zr02:1.0g/1，粒径范围在10-15nm之间，微米粉体PTFE:2.0g/1，粒径范围在2_5um之间)
分散剂(阴离子表面活性剂:0.5g/l，和非离子表面活性剂:0.5 g/1)
(2 )将碳素工具钢模具表面抛光、除油、除锈、水洗后，浸入步骤(1)溶液中，在模具表面发生自催化氧化-还原反应，制备Zr02-PTFE-N1-P合金镀层材料；
(3 )将步骤(2 )制备的Zr02-PTFE-N1-P合金镀层材料，置于热处理炉中，对镀层材料进行热处理，加热速率以每分钟1K，在640K下，保温7小时后，自然冷却至室温。
[0053]本实施例中，镀液中发生自催化氧化-还原反应，在碳素工具钢模具表面发生自催化氧化-还原反应如下:
H2P02- + H20 = H2P03- + 2H+ + 2e
Ni2+ + 2e = Ni
H2P02- + 2H+ + e = P + 2H20
纳米Zr02粉体和微米级PTFE粉体在反应过程中，被吸附或包夹到Ni_P合金镀层中，在模具表面制备Zr02-PTFE-N1-P合金镀层材料。
[0054]图1是现有的在碳素工具钢模具表面经化学镀镍获得一层N1-P合金镀层材料的SEM照片，该N1-P合金镀层虽然能保护碳素工具钢的模具不被腐蚀，但镀层不能解决橡胶制品粘连模具的难题，实际生产中，在模具表面涂覆脱模剂解决粘连难题，因脱模剂在模具表面积累成污垢，使产品费品率高，每个生产班次都要人工清洗模具，清洗时拆卸和安装模具，工作强度大，浪费工时和能源。
[0055]图2中圆球状结构是纳米Zr02和不同粒径微米粉体PTFE，被吸附或包夹到Ni_P合金镀层中形成不同的触突微结构表面状态，即本发明的产品形貌的扫描电镜照片，镀层材料中微米粉体PTFE具备自润滑性能，使橡胶制品不粘连模具，脱模更容易。本发明中的镀层表面摩擦系数0.06-0.13，化学镀N1-P合金镀层的摩擦系数0.13-0.40，在实际使用中，采用本发明后，连续工作20天均无需对模具进行表面处理，工作强度极大地减轻。
[0056]图3表明Zr02-PTFE-Ni_P合金镀层材料是非晶态结构，非晶态结构材料具有耐腐蚀性能。
【主权项】
1.含有ZrO2、PTFE, N1-P合金的模具镀层材料，其特征在于:在每升化学镀溶液中含有:40.00-60.00g 的含有 Ni 和 P 的主盐、16.00-25.00g 的络合剂、15.00-30.00g 的 pH 缓冲剂、1.00-3.00g的含有Zr4+、PTFE的混合粉体、0.15-1.00g的分散剂。2.根据权利要求1所述的一种含有ZrO2、PTFE、N1-P合金的模具镀层材料，其特征在于: 所述含有Ni和P的主盐为硫酸镍和次磷酸盐的混合物； 所述络合剂为一元羧酸和二元羧酸的混合物；其中，一元羧酸为乳酸、冰醋酸、或乙醇酸；二元羧酸为丁二酸、苹果酸、或酒石酸； 所述缓冲剂为强碱和一元羧酸盐的混合物；其中，强碱为NaOH或K0H，一元羧酸盐为醋酸钠或乙醇酸钠； 所述含有Zr4+、PTFE的混合粉体为纳米Zr02粉体和微米PTFE粉体的混合物； 所述分散剂为阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂的混合物；其中，阴离子表面活性剂为十二烷基硫酸钠或苯磺酸钠； 所述化学镀溶液为蒸馏水溶液。3.根据权利要求2所述的一种含有ZrO2、PTFE、N1-P合金的模具镀层材料，其特征在于:硫酸镍和次磷酸盐的质量比为1:1.1-1.2 ;一元羧酸和二元羧酸的质量比为1:0.20-0.25 ;强碱和一元羧酸盐的质量比为1:1.5-2.5 ;纳米Zr02粉体和微米PTFE粉体的质量比为1: 1.0-2.0 ;阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂的质量比为1:0.5-1.0。4.根据权利要求2所述的一种含有ZrO2、PTFE、N1-P合金的模具镀层材料，其特征在于:所述非离子表面活性剂采用APG或司盘(Span)系列非离子表面活性剂。5.根据权利要求2所述的一种含有ZrO2、PTFE、N1-P合金的模具镀层材料，其特征在于:纳米ZrO；^体的粒径为15_20nm ;微米PTFE粉体的粒径为2_5um。6.根据权利要求1所述的一种含有ZrO2、PTFE、N1-P合金的模具镀层材料，其特征在于:化学镀溶液的温度为353-363K，pH值为4.0-5.0。7.根据权利要求1所述的一种含有ZrO2、PTFE、N1-P合金的模具镀层材料，其特征在于:在温度为353-363K，pH值为4.0-5.0的每升化学镀溶液中，含有:20.00-30.00 g的硫酸镍；20.00-30.00g的次磷酸盐；15.00-20.00g的乳酸、冰醋酸、或乙醇酸；1.00-5.00g的丁二酸、苹果酸、或酒石酸；5.00-10.00g的NaOH或KOH ;10.00-20.00g的醋酸钠或乙醇酸钠；0.50-1.00g的纳米粉体Zr02;0.50-2.00g的微米粉体PTFE ；0.10-0.50g的十二烷基硫酸钠或苯磺酸钠；0.05-0.50g的APG或Span。8.制备如权利要求1至7所述的含有ZrO2、PTFE、N1-P合金的模具镀层材料增强模具性能的方法，其特征在于:按如下步骤进行: 步骤1:往每升蒸馏水中，投入:20.00-30.00 g的硫酸镍、20.00-30.00g的次磷酸盐、15.00-20.00g 的一元羧酸、1.00-5.00g 的二元羧酸、5.00-10.00g 的强碱、10.00-20.00g 的一元羧酸盐、0.50-1.00g的纳米粉体Zr02、0.50-2.00g的微米粉体PTFE、0.10-0.50g的阴离子表面活性剂、0.05-0.50g的非离子表面活性剂； 随后，均匀搅拌并加热到353-363K，获得待使用的化学镀溶液；所述化学镀溶液的pH值在 4.0-5.0 ； 步骤2:将碳素工具钢的模具表面抛光、除油、除锈、水洗后，浸入由步骤1获得的待使用的化学镀溶液中1.5到2.0h ;同时，保持化学镀溶液的温度维持在353-363K ;化学镀溶液在模具表面发生自催化氧化-还原反应，获得半成品模具； 步骤3:将由步骤2获得的半成品模具置于热处理炉中，对半成品模具的镀层进行热处理:以每分钟1K的加热速率升温，待热处理炉的温度达到573-673K后下，保温6_8小时，随后自然冷却至室温，获得表面具有一层含有Zr02、PTFE, N1-P合金镀层的模具，即获得具有防腐蚀、耐磨损、自润滑特性的成品。9.由权利要求8所述的制备含有ZrO2、PTFE、N1-P合金的模具镀层材料增强模具性能的方法而获得的防腐耐磨产品，其特征在于: 防腐耐磨产品的镀层厚度在15-25um之间； 该防腐耐磨产品的镀层包含:1.52-3.64%质量比的纳米粉体Zr02、2.10-5.65%质量比的微米粉体PTFE、96.38-91.71%质量比的Ni_P合金。10.由权利要求8所述的制备含有Zr02、PTFE,N1-P合金的模具镀层材料增强模具性能的方法而获得的防腐耐磨产品，其特征在于:该防腐耐磨产品的镀层经过673K以下低温热处理后的硬度为1000-1 ΙΟΟΗν，其与模具基体之间的结合力为300-400MPa，镀层表面摩擦系数 0.06-0.13。
【专利摘要】本发明提供含有ZrO2、PTFE、Ni-P合金的模具镀层材料、增强模具性能的方法、及防腐耐磨防粘连产品，所述模具镀层材料由Ni-P、ZrO2、PTFE组成；所述方法能够获得镀层硬度为1000-1100Hv，结合力为300-400MPa，表面摩擦系数0.06-0.13的模具。有益的技术效果：本发明的镀层材料有耐磨损，耐腐蚀，自润滑特性，以解决氯丁橡胶、氯醇胶、氯磺化聚乙烯等橡胶制品生产中粘连模具、脱模困难、模具被腐蚀，产品废品率高难题。
【IPC分类】C23C18/50
【公开号】CN105349974
【申请号】CN201510876563
【发明人】袁孝友, 张恩贡, 夏茹, 周艺峰, 李村, 李鹏, 叶丽娜
【申请人】安徽大学
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年12月3日