/L CcHssSO^Na 0. 1 ~0. 15g 几
[0044] 加热电解液溫度至50± 1°C;用氨水调节其抑值至4.0±0.2;直流电流密度为5A/ 血2;电锻时间为60min;
[0045] 步骤Ξ:将电锻后的儀侣青铜合金取出用去离子水冲洗干净，并用冷风吹干。
[0046] 实施例1提供电锻处理后的表面观察及测试数据。图1为透射电镜下涂层的晶粒尺 寸大小，可看到晶粒尺寸在2-3皿之间。
[0047] 实施例2
[004引本实例设及一种用脉冲电锻得到亚微米级儀涂层的电锻方法，所述方法包括如下 步骤：
[0049] 步骤一:将儀侣青铜合金表面依次经180#-400#-800#-1200#水砂纸机械打磨， 然后在所配置除油液(含30g/L化0H、35g/L化2C〇3、40g/L化3P〇4)中70°C恒溫Imin，除去 残余油脂，用水冲洗后后备用；
[0050] 步骤二:将处理好的儀侣青铜合金用lOOmL/L出S〇4进行酸洗活化后用水冲洗冷风 吹干后立即置于实施例1中的锻液，加热电解液溫度至50±rC;用氨水调节其pH值至4.0± 0.2;所施加的双向脉冲电流波形图如图2所示，正向脉冲电流密度IC为2A/dm 2，反向脉冲电 流密度la为〇.5A/dm2,脉冲频率为lOOHz，正向通电时间t正为5ms，反向通电时间t反为5ms， 即占空比为50%;电锻时间为6〇111111;
[0051] 步骤Ξ:将电锻后的儀侣青铜合金取出用去离子水冲洗干净，并用冷风吹干。
[0052] 实施例2提供对电锻处理后的表面观察及测试数据。图3为透射电镜下涂层的晶粒 尺寸大小，可看到晶粒尺寸分布均匀，可看到晶粒尺寸在100-150nm之间。
[005；3] 实施例3
[0054]本实例设及一种用脉冲电锻得到纳米级儀涂层的电锻方法，所述方法包括如下步 骤：
[0化日]步骤一:将儀侣青铜合金表面依次经180#-400#-800#-1200#水砂纸机械打磨， 然后在所配置除油液(含30g/L化0H、35g/L化2C03、40g/L Na3P04)中70°C恒溫Imin，除去 残余油脂，用水冲洗后后备用；
[0056] 步骤二:将处理好的儀侣青铜用lOOmL/L H2S04进行酸洗活化后用水冲洗冷风吹 干后立即置于实施例1中的锻液，加热电解液溫度至50 ± 1°C;用氨水调节其pH值至4.0 ± 0.2;所施加的脉冲电流波形图如图4所示，电流密度Ip为30A/dm2,脉冲频率为500Hz，通电 时间t通为0.4ms，断电时间t断为1.6ms，即占空比为20% ;电锻时间为60min;
[0057] 步骤将电锻后的儀侣青铜合金取出用去离子水冲洗干净，并用冷风吹干。
[0058] 实施例3提供电锻处理后的表面观察及测试数据。图5为透射电镜下涂层的晶粒尺 寸大小，可看到晶粒尺寸分布均匀，可看到晶粒尺寸在10-15nm之间。
[0059] 利用CHI660D电化学工作站，采用标准Ξ电极体系分别对不同电锻参数获得的电 锻Ni涂层在3.5%化C1溶液中进行电化学腐蚀性能测试，结果如图6所示。由图6可知，铸态 儀侣青铜自腐蚀电位为-0.32V，腐蚀电流密度为9.678e-6A/cm 2;微米儀锻层的自腐蚀电位 为-0.178V，腐蚀电流密度为66.7e-6A/cm2;亚微米级儀锻层的自腐蚀电位为-0.135V，腐蚀 电流密度为12.32e-6A/cm 2;纳米级儀锻层的自腐蚀电位为-0.088V，腐蚀电流密度为 1.676e-6A/cm2。即儀锻层晶粒尺寸越小，自腐蚀电位正向移动，腐蚀电流密度逐渐减小，说 明晶粒尺寸越小，锻Ni涂层的耐腐蚀性能越好。
[0060] 综上所述，通过控制电锻参数可W得到细晶儀涂层，纳米晶粒尺寸的Μ涂层的耐 腐蚀能比微米级Ni涂层的耐腐蚀性能要好60倍左右。
[0061] 实施例1-3获得的Μ涂层在后续热处理提高基体与锻层结合力的过程中，由于不 添加晶粒细化剂，未出现硫化脆化，锻层表面平整不脱落，未出现裂纹。
[006。 对比例1
[0063] 本对比例设及一种用脉冲电锻得到纳米级儀涂层的电锻方法，所述方法与实施例 2的方法不同处仅在于：本对比例所采用的电锻液成分为：Ni ( S03N出）2 · 4出0( 550g/L)， NiCb · 6出0(l〇g/L)和曲B〇3(35g/L)。由此得到的儀涂层由于过高的主盐浓度导致阴极极 化下降，锻液的分散能力和沉积效率下降，使锻层结晶较粗，所得到的儀涂层的晶粒尺寸为 46. Onm，且表面有很多气孔。
[0064] 对比例2
[0065] 本对比例设及一种脉冲电锻获得儀涂层的方法，所述方法与实施案例3的方法的 不同之处仅在于:电锻液中添加了晶粒细化剂糖精lOg/L，所得到的儀锻层的晶粒尺寸大小 为lOnm但在后续热处理提高基体与锻层结合力的过程中，由于糖精的添加，导致锻层中含 有S元素出现硫化脆化，锻层表面脱落，出现裂纹，从而破坏儀锻层。
[0066] 对比例3
[0067] 本对比例设及一种用脉冲电锻得到儀涂层的电锻方法，所述方法与实施例2的方 法不同处在于:本发明采用的正向电流密度为10A/血 2,反向电流密度为lA/血2。正向通电时 间t正为，6ms，反向通电时间t反为4ms，即占空比为60%。由于电流密度较低，使晶核的生长 速率较高，从而形成较大的晶粒尺寸，本对比例获得的Μ涂层晶粒尺寸为37.7nm，但该方法 得到的纳米Ni涂层表面不平整致密，腐蚀活化点增多，其耐腐蚀性能下降。
[006引 对比例4
[0069] 本对比例设及一种提高儀侣青铜耐腐蚀能力的方法，具体步骤参照专利 CN104562111A中说明书【具体实施方式】中的实施例1。由该方法获得的Ni-化锻层表面内应力 较大，有裂纹产生，在有载荷的工况下其性能下降；且Cr含量不容易控制，工艺参数重复性 差D
[0070] W上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述 特定实施方式，本领域技术人员可W在权利要求的范围内做出各种变形或修改，运并不影 响本发明的实质内容。
【主权项】
1. 一种提高耐腐蚀性的表面镍涂层晶粒度调控方法，其特征在于，所述方法包括以下 步骤： A、 将合金表面机械打磨、除油、酸洗活化； B、 将步骤A处理过的合金作为阴极、和作为阳极的不溶性镍板一并置于电镀液中，与电 源相连接进行电镀； C、 将电镀后的合金取出，去离子水冲洗，冷风吹干，在其表面制备获得Ni涂层。2. 如权利要求1所述的提高耐腐蚀性的表面镍涂层晶粒度调控方法，其特征在于，步骤 A中，所述机械打磨到1200#水砂纸;所述除油采用包含20~30g/L Na0H、30~40g/L Na2C03、 20~50g/L Na3P〇4的除油液，除油条件为:70~80°C恒温1~2min;所述酸洗活化采用的活化 液为 100~150mL/L H2SO4溶液或 100~150mL/L HC1 溶液。3. 如权利要求1所述的提高耐腐蚀性的表面镍涂层晶粒度调控方法，其特征在于，步骤 B中，所述电镀液主盐成分为300~400g/L Ni(S03NH2)2 · 4H20、15~60g/L NiCl2 · 6H20。4. 如权利要求3所述的提高耐腐蚀性的表面镍涂层晶粒度调控方法，其特征在于，步骤 B中，所述电镀液成分中还含有30~50g/L Η3Β〇3、0·1~0.15g/L C12H25S〇4Na中的一种或两 种。5. 如权利要求1所述的提高耐腐蚀性的表面镍涂层晶粒度调控方法，其特征在于，步骤 B中，所述电镀液不含晶粒细化剂。6. 如权利要求1所述的提高耐腐蚀性的表面镍涂层晶粒度调控方法，其特征在于，步骤 B中，电镀过程中电镀液温度为49~51°C，电镀液pH值为3.8~4.2。7. 如权利要求6所述的提高耐腐蚀性的表面镍涂层晶粒度调控方法，其特征在于，所述 电镀液pH值是使用NH3 · H20溶液进行调节，调节过程中需边缓慢滴加边搅拌。8. 如权利要求1所述的提高耐腐蚀性的表面镍涂层晶粒度调控方法，其特征在于，步骤 B中，所述电镀采用直流电镀/脉冲方波电镀;所述直流电镀电流密度为1~5A/dm2;所述脉 冲电镀正向电流密度为1~30A/dm 2,反向电流密度为0~5A/dm2,脉冲频率为100~500Hz，占 空比为20~50%。
【专利摘要】本发明提供了一种提高耐腐蚀性能的表面镍涂层晶粒度调控方法，通过电沉积不同晶粒尺寸的Ni涂层的方法提高耐腐蚀性，属于金属表面工程领域。本发明采用氨基磺酸镍镀液体系，在不添加任何晶粒细化剂的条件下，通过控制电沉积参数进而调控Ni涂层晶粒尺寸。本发明采用直流电沉积和脉冲电沉积两种方式，得到从纳米级到微米级不同晶粒尺寸的Ni涂层。在不添加晶粒细化剂的前提下，通过调节电沉积参数实现镍涂层晶粒细化，可以有效提高其耐蚀性能，同时避免因添加剂引起的杂质元素偏析问题。本发明具有操作工艺简单、成本低、效率高等优点。
【IPC分类】C25D5/18, C25D21/12
【公开号】CN105506693
【申请号】CN201511004979
【发明人】吴忠, 刘磊, 罗芹, 沈彬, 秦真波, 张琪, 刘德荣, 胡文彬
【申请人】上海交通大学
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年12月28日