专利名称：采用热处理技术提高Ni-W-P镀层耐蚀性能的方法
采用热处理技术提高Ni-W-P镀层耐蚀性能的方法
技术领域：
本发明涉及Ni-W-P镀层技术领域，具体地说，是一种采用热处理技术提高Ni-W-P 镀层耐蚀性能的方法。背景技术：
近年来，化学镀层特别是高磷化学镀层，由于其非晶态的特性，表面没有晶界、位 错等缺陷，具有优良的耐腐蚀性能，在工业中获得了日益广泛的应用。但是，随着应用的增 多也出现了一些问题。由于化学镀层是阴极性的，镀层本身的质量问题，如在施镀过程中所 形成的针孔、麻点以及使用过程中外力对镀层的损坏等，往往造成镀层在腐蚀介质中形成 电偶腐蚀，使得镀层不仅对基体起不到保护作用，反而加速了基体的腐蚀。三元合金Ni-W-P镀层的出现在一定程度上解决了 Ni-P镀层中所存在的问题。W 元素的加入可以提高镀层的致密性，减小了腐蚀介质穿透镀层在镀层与基体之间形成电偶 腐蚀的几率。此外，W是一种自钝化元素，在腐蚀介质中有利于镀层表面钝化膜的形成，提 高了镀层的耐蚀性能，因此，当P的含量相近时M-W-P镀层的耐蚀性能优于M-P镀层。但 是M-W-P镀层与M-P镀层相比在与基体的结合力上并没有提高，在后续加工过程中如受 到一定外力作用时，镀层很容易脱落，这就使得镀层的应用范围受到了一定的限制。对镀层进行较高温度的热处理，镀层与基体之间发生元素的扩散，明显提高了镀 层与基体的结合力。但研究表明，对于M-P镀层，在较高温度热处理后镀层由非晶态向晶 态转变，形成了晶界、位错等缺陷，镀层的耐蚀性能降低。对M-W-P镀层，由于镀层配方，热 处理温度、条件等因素的不同，其热处理后耐蚀性能的研究结果并不一致。
发明内容本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种采用热处理技术提高Ni-W-P 镀层耐蚀性能的方法，提高镀层的结合力，大幅度提高镀层的耐蚀性能，延长镀层的使用寿 命。一种采用热处理技术提高Ni-W-P镀层耐蚀性能的方法的主要构思为配制镀液、 化学镀、热处理，其特征在于将镀态Ni-W-P镀层放入电阻炉中，在一定温度下保温一定的 时间，得到热处理态Ni-W-P镀层。本发明的目的是通过以下技术方案来实现的一种采用热处理技术提高Ni-W-P镀层耐蚀性能的方法，其具体步骤为(1)配制镀液在以下各组分中加入去离子水配制镀液，各组分在每升镀液中的含量为硫酸镍 20 30g/L，钨酸钠10 60g/L，次亚磷酸钠20 30g/L，柠檬酸钠70 100g/L，乳酸5 20ml/L，硫酸铵20 30g/L，表面活性剂5 15mg/L, pH值为8. 0 9. 0 ；所述的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠；(2)将试样在温度为70 80°C的碱性脱脂浴中进行化学除油5 15min后，放入质量分数为5 10%的稀硫酸溶液中，浸渍1 3min进行活化；所述的试样为化学镀的碳钢试样；(3)化学镀将步骤(1)配制好的镀液加热到90°C，然后将步骤(2)中酸洗活化后的试样放入到镀液中，维持温度在90°C，施镀2 3小时，得到三元Ni-W-P合金镀层；(4)热处理将步骤(3)获得的镀层放入电阻炉中，控制电阻炉的温度在400 700°C，保温 1 2小时后随炉冷却得到热处理后的Ni-W-P镀层。与现有技术相比，本发明的积极效果是本发明所获得的Ni-W-P镀层较镀态Ni-W-P镀层及热处理Ni-P镀层的耐蚀性能 有很大改善；镀层的结合力比镀态镀层有很大的提高，减小了镀层在外力作用下产生破损 的几率，延长了镀层的使用寿命。
图1是热处理后Ni-W-P镀层的表面形貌SEM照片；图2是热处理Ni-W-P镀层在5%硫酸中腐蚀120h后的表面形貌SEM照片；图3是热处理Ni-W-P镀层截面线扫描照片。
具体实施方式
以下提供本发明一种采用热处理技术提高Ni-W-P镀层耐蚀性能的方法的具体实 施方式。图1是热处理后Ni-W-P镀层的表面形貌SEM照片；图2是热处理Ni_W_P镀层在 5%硫酸中腐蚀120h后的表面形貌SEM照片；图3是热处理Ni-W-P镀层截面线扫描照片； 反映了在热处理时镀层与基体之间发生了元素的扩散，提高镀层的结合力。实施例1(1)配制化学镀液每升镀液中各组分含量为硫酸镍20g/L，钨酸钠60g/L，次亚磷酸钠20g/L，柠檬 酸钠70g/L，乳酸5ml/L，硫酸铵20g/L，十二烷基苯磺酸钠5mg/L，加入去离子水配制镀液， 用氢氧化钠溶液调节PH值为9. 0 ；(2)将上述镀液加热到90°C ；(3)将碳钢试样放入碱性脱脂浴中进行化学除油，温度70°C，15分钟后取出，用去 离子水冲洗；(4)将除油后的试样放入镀液中，维持镀液温度恒定在90°C ；(5)施镀3小时后取出试样，用水冲洗，得到三元Ni-W-P合金；(6)热处理将上述得到的Ni-W-P镀层放入电阻炉中，在700°C保温1小时后随炉冷却，获得热 处理Ni-W-P合金镀层。本发明改善了镀层的耐蚀性能，并且镀层的结合力提高，镀层使用寿命延长。实施例2
耐腐蚀试验将实施例1得到的Ni-W-P镀层，相同条件热处理后的Ni-P镀层，镀 态m-P、M-W-P镀层在室温、5%硫酸中进行电化学试验，试验所测得的各镀层的自腐蚀电 流密度如下表1所示(自腐蚀电流密度越小耐蚀性能越好)。表1不同镀层在5%硫酸中腐蚀性能对比表 实施例3耐腐蚀试验将实施例1中所得到的Ni-W-P镀层在600°C按实施例1 (6)中的方 法进行热处理，并将此镀层及相同条件热处理后的Ni-P镀层，镀态Ni-P、Ni-W-P镀层在室 温、5%硫酸中进行电化学试验，试验结果如下表2所示表2不同镀层在5%硫酸中腐蚀性能对比表 实施例4耐腐蚀试验将实施例1中所得到的Ni-W-P镀层与文献《Y. Gao，Z. JZheng, Μ. Zhu, et al. , Corrosion resistance of electrolessly depositedNi—P and Ni-ff-P alloys with various structures[J]. Materials Science andEngineering,2004, 381 (2004) =98-103.》中经不同条件热处理所得的几种Ni-W-P镀层进行耐蚀性能的比较， 结果如下表3所示表3不同条件热处理镀层在5%硫酸中腐蚀性能对比表 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人 员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为 本发明的保护范围内。
权利要求
一种采用热处理技术提高Ni-W-P镀层耐蚀性能的方法，其特征在于，具体步骤为(1)配制镀液在以下各组分中加入去离子水配制镀液，各组分在每升镀液中的含量为硫酸镍20～30g/L，钨酸钠10～60g/L，次亚磷酸钠20～30g/L，柠檬酸钠70～100g/L，乳酸5～20ml/L，硫酸铵20～30g/L，表面活性剂5～15mg/L，pH值为8.0～9.0；(2)将试样在温度为70～80℃的碱性脱脂浴中进行化学除油5～15min后，放入质量分数为5～10％的稀硫酸溶液中，浸渍1～3min进行活化；(3)化学镀将步骤(1)配制好的镀液加热到90℃，然后将步骤(2)中酸洗活化后的试样放入到镀液中，维持温度在90℃，施镀2～3小时，得到三元Ni-W-P合金镀层；(4)热处理将步骤(3)获得的三元Ni-W-P合金镀层放入电阻炉中，控制电阻炉的温度在400～700℃，保温1～2小时后，随炉冷却得到热处理后的Ni-W-P镀层。
2.如权利要求1所述的一种采用热处理技术提高M-W-P镀层耐蚀性能的方法，其特征 在于，在所述的步骤(1)中，所述的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。
3.如权利要求1所述的一种采用热处理技术提高M-W-P镀层耐蚀性能的方法，其特征 在于，在所述的步骤(2)中，所述的试样为化学镀的碳钢试样。
4.如权利要求1所述的一种采用热处理技术提高M-W-P镀层耐蚀性能的方法，其特征 在于，在所述的步骤(2)中，所述的碱性脱脂浴温度为70°C。
5.如权利要求1所述的一种采用热处理技术提高M-W-P镀层耐蚀性能的方法，其特征 在于，在所述的步骤(2)中，所述的化学除油时间为15min。
6.如权利要求1所述的一种采用热处理技术提高M-W-P镀层耐蚀性能的方法，其特征 在于，在所述的步骤(3)中，所述的施镀时间为3小时。
7.如权利要求1所述的一种采用热处理技术提高M-W-P镀层耐蚀性能的方法，其特征 在于，在所述的步骤(4)中，所述的电阻炉的温度为700°C。
8.如权利要求1所述的一种采用热处理技术提高M-W-P镀层耐蚀性能的方法，其特征 在于，在所述的步骤⑷中，所述的保温时间为1小时。
全文摘要
本发明涉及一种采用热处理技术提高Ni-W-P镀层耐蚀性能的方法，主要构思为配制镀液、化学镀、热处理，其特征在于将镀态Ni-W-P镀层放入电阻炉中，在一定温度下保温一定的时间，得到热处理态Ni-W-P镀层。本发明的优点提高镀层的结合力，大幅度提高镀层的耐蚀性能，延长镀层的使用寿命。
文档编号C23C18/18GK101871100SQ20101019737
公开日2010年10月27日 申请日期2010年6月10日 优先权日2010年6月10日
发明者侯峰, 姚志燕, 徐宏, 徐鹏, 赵力伟, 闫操 申请人:华东理工大学