一种在铜基体上制备复配表面活性剂/La-Ni-Mo-W共沉积镀层的方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及电锻技术领域，具体的说，设及一种在铜基体上制备复配表面活性剂/ La-Ni-Mo-W共沉积锻层的方法。
【背景技术】
[0002] 电锻（电沉积)是利用电解原理使锻层金属的阳离子在待锻工件表面被还原而在 某些金属表面上锻上一薄层其它金属或合金的过程，使金属或其它材料制件的表面附着一 层金属膜的工艺从而起到防止金属氧化(如诱蚀），提高耐磨性、导电性、反光性、抗腐蚀性 (硫酸铜等)及增进美观等作用。随着科技的进步，单一金属锻层已不能满足社会的需要。复 合电锻(亦称分散电锻)是固体颗粒与金属共沉积从而在基体上获得基质金属(或称为主体 金属)上弥散分布颗粒结构的复合锻层。即将固体不溶性固体微粒均匀分散在电锻液中，审U 成悬浮液进行电锻。研究表明，复合粒子的加入会改变锻层的结构和性能，不同的粒子对锻 层的影响不同，根据不同微粒的特性如SiC具有高硬度耐高溫特性，MoS2具有润滑性和自修 复特性，使其与电锻基质金属共沉积，从而获得具有耐磨、自润滑、耐蚀、装饰、电接触等功 能锻层。上述固体微粒指各种难烙的氧化物、碳化物、棚化物、氮化物等。电锻基质金属有 儀、铜、铭和一些合金。
[0003] 稀±元素因具有较大的原子半径和特殊的电子结构而拥有良好的物理、化学、电 磁和光学性能而在电锻工艺中有着广泛的应用，W提高锻件的耐腐蚀性、稳定性、析氨活性 等；同时若在电锻工艺中引入表面活性剂，则能促使待锻金属颗粒均匀分布、增加其在锻层 中的含量等，达到改善锻层性能的目的。如今，电沉积Ni-Mo-W合金W其较高的催化活性、较 低的析氨过电位和较优的耐磨耐蚀等优异性能被广泛关注，同时也由于单纯Ni-Mo-W锻层 稳定性较差、制备过程中析氨严重、锻层的稳定性和化学活性较差等缺点而急需改进。目前 改善锻层活性和稳定性的方法众多，但还没有将稀±元素和表面活性剂共同引入到电沉积 过程中的研究。
【发明内容】
[0004] 本发明所解决的技术问题在于提供一种在复配表面活性剂存在下制备铜儀钢鹤 复合锻层的制备方法，将稀上元素和表面活性剂共同引入到Ni-Mo-W电沉积过程中，改善锻 层的性能。W解决上述【背景技术】的缺点。
[0005] 本发明所解决的技术问题采用W下技术方案来实现：
[0006] 本发明提供一种在铜基体上制备复配表面活性剂/La-Ni-Mo-W共沉积锻层的方 法，具体步骤如下：
[0007] ①对铜片依次进行预处理；
[000引②W预处理好的铜片作为阴极，锻销的金属铁网板作为阳极，将阴极和阳极插入 到被加热至25~35°C溫度、pH值在8.5~10之间的电锻液中，通电进行电解；电解结束后，取 出铜片，用去离子水清洗，然后再干燥，得到铜基体上覆盖复配表面活性剂/La-Ni-Mo-W共 沉积锻层的构件;其中：所述电锻液的组成及含量如下： 硫酸辕 30~90g化 钥酸轴 2.5~25g么 巧樣酸Η轴 50~iOOg/L 巧樣酸氮 100~150g/L
[0009] 硝酸爛 0.5-- Ig/L 鹤酸轴 I5>^30g/L 复配表面活性剂 8(Κ 150mg/L 余量为蒸溜水；
[0010] 电锻液中，所述的复配表面活性剂由十二醇聚氧乙締酸横基班巧酸醋二钢、十二 烷基憐醋醋Ξ乙醇胺和月桂醇聚氧乙締酸簇酸钢组成。
[0011] 上述步骤①中，所述预处理包括依次抛光、除油、浸蚀和活化的步骤。优选的，采用 400#，800#，1200#，2000#的金相砂纸进行打磨抛光;采用15wt %~25wt %的氨氧化钢溶液 进行除油;采用20wt %~50wt %的硝酸溶液进行浸蚀;采用5wt %~15wt %的盐酸溶液进行 活化。
[001^ 上述步骤②中，电解时，电流密度在5~25A/dm2之间，电解时间为20-40min.;干燥 溫度为20~40°C。
[OOU]上述步骤②中，采用氨氧化钢和稀硫酸调节电锻液的抑值到8.5~10之间。
[0014] 上述步骤②中，十二醇聚氧乙締酸横基班巧酸醋二钢：十二烷基憐醋醋Ξ乙醇胺 和月桂醇聚氧乙締酸簇酸钢的质量比为1: (1~3): (3~6)。
[0015] 上述步骤②中，电锻液通过如下步骤的方法制备：
[0016] 将硫酸儀、钢酸钢、巧樣酸Ξ钢、巧樣酸氨、硝酸铜、鹤酸钢、复配表面活性剂钢依 次加入蒸馈水中溶解得到电锻液。
[0017] 和现有技术相比，本发明的有益效果如下：
[0018] 本发明采用先对铜片基体进行预处理，然后W电锻的方法在铜基体上制备复配表 面活性剂/La-Ni-Mo-W复合锻层。该工艺制备方法简单，可连续化生产;并且制得的复合锻 层与无稀±元素及表面活性剂添加的电锻工艺相比耐磨性能、耐腐蚀性能更高，表面光洁 平滑、无空隙，与基体的结合力更好。该制备方法可作为耐腐蚀、耐磨、高硬度、化学活性高、 光亮美观复配表面活性剂/La-Ni-Mo-W共沉积锻层的工业生产。
【附图说明】
[0019] 图1为不同实施样例的电化学阻抗图谱。
【具体实施方式】
[0020] 下面结合具体的实施例对本发明的技术方案做进一步的描述，但本发明并不限于 下述实施例。
[0021] 本发明各实施例中所用的各种原料，如无特殊说明，均为市售。
[0022] 实施例1
[0023] 铜片基体的规格为:50mm X 20mm X 3mm。
[0024] ①铜片的抛光：依次采用400#，800#，1200#，2000#的金相砂纸打磨铜片进行抛光 出去铜片表面的氧化层。然后用去离子水冲洗，待用。
[00巧]②铜片的除油:将铜片放入浓度20wt%的100ml氨氧化钢溶液中，在55°C下超声处 理15分钟，除去油污。然后用去离子水冲洗，待用。
[00%] ③铜片的浸蚀:将铜片放入浓度30wt %的100ml硝酸溶液中，在30°C下处理4分钟， 然后用去离子水反复冲洗，待用。
[0027] ④铜片的活化:将铜片放入浓度lOwt%的100ml盐酸溶液中，在20°C下处理7分钟， 然后用去离子水反复冲洗，待用。
[00%]⑤电沉积:将配制好的200ml电锻液揽拌加热到30°C，然后将预处理好的铜片做阴 极，锻销的金属铁网板为阳极插入到电锻液中，通电40分钟，取出后用去离子水清洗，然后 再25°C下干燥即可得到表面覆有复配表面活性剂/La-Ni-Mo-W锻层的构件。
[0029] 上述锻液的组成及含量如下： 硫酸媒 Wg/L 钥酸納 5g/L 巧樣酸三轴 50g/L 巧朦酸氨 lOOg/L
[0030] 硝酸價 〇.5g/L 鹤酸钢 15g/L 复配表面活性剂 80mg/L 余量为蒸溜水；
[0031] 所述的复配表面活性剂，由十二醇聚氧乙締酸横基班巧酸醋二钢、十二烷基憐醋 醋Ξ乙醇胺和月桂醇聚氧乙締酸簇酸钢组成，按质量比计算，即十二醇聚氧乙締酸横基班 巧酸醋二钢:十二烷基憐醋醋Ξ乙醇胺：月桂醇聚氧乙締酸簇酸钢为1:2:4;溶液的抑值使 用氨氧化钢和稀硫酸调节到9;控制电流密度lOA/dm2。
[003^ 上述所得锻层，采用抓AX9100型电子探针X射线能谱仪测定锻层的化学组成，不同 条件下的测试结果见表1;采用YKJ002MVR型显微硬度计测量锻层的维氏硬度为550;采用上 海辰华chi760e电化学工作站测试锻层的耐腐蚀性能，不同条件下的测试结果见图1和表2。 经检测，相比于单纯Ni-Mo-W锻层，实施例1制备的复配表面活性剂/La-Ni-Mo-W锻层中Mo元 素的含量提高了4.02%;不仅表面光滑无间隙，并且锻层厚度均匀、耐磨耐腐蚀性更好、稳 定性增加。
[0033] 实施例2
[0034] 铜片基体的规格为:50mm X 20mm X 3mm。
[0(X3日]①铜片的抛光：依次采用400#，800#，1200#，2000#的金相砂纸打磨铜片进行抛光 出去铜片表面的氧化层。然后用去离子水冲洗，待用。
[0036] ②铜片的除油:将铜片放入浓度20wt%的100ml氨氧化钢溶液中，在55°C下超声处 理15分钟，除去油污。然后用去离子水冲洗，待用。
[0037] ③铜片的浸蚀:将铜片放入浓度30wt %的100ml硝酸溶液中，在30°C下处理4分钟， 然后用去离子水反复冲洗，待用。
[0038] ④铜片的活化:将铜片放入浓度lOwt%的100ml盐酸溶液中，在20°C下处理7分钟， 然后用去离子水反复冲洗，待用。
[0039] ⑤电沉积:将配制好的200ml电锻液揽拌加热到30°C，然后将预处理好的铜片做阴 极，锻销的金属铁网板为阳极插入到电锻液中，通电40分钟，取出后用去离子水清洗，然后 再25°C下干燥即可得到表面覆有复配表面活性剂/La-Ni-Mo-W锻层的构件。
[0040] 上述锻液的组成及含量如下： 硫酸簾 50g/L 钢酸钢 5g/L 巧樣酸兰钢 50g/L 砖樣酸氨 lOOg/L
[0041] 硝酸欄 OJg/L 鹤酸钢 20g/L