化学镀稀土铈Ni-P-PTFE复合镀层的制备工艺的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种化学沉积稀土铈Ni-P-PTFE复合镀层的制备方法；它是以化学Ni-P-PTFE复合镀工艺为基础，基于稀土铈原子的特性，利用机械搅拌的方法在20号钢基体上制备Ni-P-PTFE复合镀层；试样前处理；配制镀液，硫酸镍g/L：10-15、次亚磷酸钠g/L：10-15、柠檬酸g/L：5-10、硫酸铈(g/L）:2-8；配制PTFE乳液4-11g/L和活性剂FC-1340.2-0.8g/L混合溶液；将镀液和混合溶液混合；试样清洗；盐酸活化；水洗；施镀；水洗烘干；本方法制备的Ni-P-PTFE复合镀层，摩擦系数小、镀层中PTFE粒子分布均匀，具有良好的耐磨性能和防垢性能。
【专利说明】化学镀稀土铈Ni-P-PTFE复合镀层的制备工艺
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种防腐防垢复合镀层。更具体地说涉及一种化学沉积稀土铈 Ni-P-PTFE复合镀层的镀覆工艺。
【背景技术】
[0002] 目前化学镀Ni-P-PTFE复合镀层因含有PTFE其具有良好的耐磨性、防垢性、以及 孔隙率较少等优点，而广泛应用于化工、国防、精密仪器制造等领域。但Ni-P-PTFE镀层 受施镀过程中搅拌、温度等因素的影响可能会存在PTFE粒子分布不均或者是含量较少等 问题，从而影响镀层的耐磨和防垢性能。稀土铈对镀层的防腐和防垢性能有很大的影响，特 别是对镀层中PTFE含量和镀层减擦性及润湿角的影响，目前研究的很少。从稀土铈对镀 层沉积的促进作用来看，稀土铈对镀层的结构和性能有一定的影响。所以利用稀土铈促进 PTFE粒子共沉积的作用制备Ni-P-PTFE复合镀层可以达到提高镀层中PTFE粒子含量，从而 提高其耐磨和防垢性的目的。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是提供一种化学镀Ni-P-PTFE复合镀层的制备方法，解决化学镀 Ni-P-PTFE复合镀层可能存在的PTFE镀覆不均、PTFE含量偏低等问题，提高镀层耐磨和防 垢性能。
[0004] 本发明所述的一种化学沉积稀土铈Ni-P-PTFE复合镀层的制备方法，在20号钢 基体上利用稀土铈诱导沉积的方法在超声作用下镀覆Ni-P-PTFE复合镀层，实现有效的耐 磨、减磨和防垢目的。
[0005] 所述的化学镀制备Ni-P-PTFE复合镀层的工艺步骤如下：
[0006] 第一步、试样前处理(除油除锈）；
[0007] 除油液为NaOH溶液（10%)，除油时间为IOmin [0008] 第二步、按比例配制镀液；
[0009] 镀液组成：硫酸镍(纯度>99%) (g/L) : 10-15 ;次亚磷酸钠（纯度>98%) (g/ L) :10-15 ;柠檬酸(纯度 >99. 5%) (g/L) :5-10 ;硫酸铈（g/L) : 2-8 ;
[0010] 第三步、配制PTFE乳液4-11 (g/L)和活性剂FC-134 (0.2-0. 8g/L)混合溶液，机 械搅拌(转速：400r/min) 3h;
[0011] 第四步、将镀液和混合溶液混合，机械搅拌(转速：400r/min) 2h ;
[0012] 第五步、对试样进行超声清洗；超声频率20KHz，清洗时间为IOmin
[0013] 第六步、盐酸（浓度为lmol/L)活化，活化时间为5min ;
[0014] 第七步、水洗；
[0015] 第八步、施镀；
[0016] 硫酸镍（g/L) :10-15、次亚磷酸钠（g/L) :10-15、柠檬酸（g/L) :5-10、聚四氟乙烯 (PTFE) (g/L) :4-11 ;活性剂（FC-134) (g/L) :0· 2-0. 8 ;硫酸铈（g/L) :2-8 ;
[0017] 施镀条件：pH :5-7、温度（°C):80°C -90、时间（h):2-3、机械搅拌（400-600r/min);
[0018] 第九步、水洗风干；
[0019] 与现有技术相比，本发明在超声搅拌的作用下，利用稀土铈的诱导特性，诱导PTFE 粒子与Ni、P原子共沉积于基体表面，形成致密的Ni-P-PTFE复合镀层，PTFE粒子均匀地分 布于边缘中，且其含量大大的增加，从而显著的提高了镀层耐磨和防垢性能。所述的化学镀 Ni-P-PTFE复合镀层及制备工艺具有以下优点：
[0020] (1)化学镀方法工艺简单、成本低、效率高，能耗低、适合批量生成；
[0021] (2)化学镀Ni-P-PTFE复合镀层中，PTFE粒子均匀的分布在Ni-P晶胞周围晶界 处；
[0022] (3)制备的新型Ni-P-PTFE复合耐磨镀层，具有良好的自润滑作用，减磨效果明 显；
[0023] (4)制备的新型Ni-P-PTFE复合镀层可以在无润滑的环境下使用；
[0024] (5)制备的新型Ni-P-PTFE复合镀层润湿角较大，可以起到防垢作用。
【具体实施方式】
[0025] 本发明的具体实施例如下：
[0026] 实施例1 :
[0027] 所述镀液配置：
[0028] 施镀：硫酸镍15g/L、次亚磷酸钠15g/L、柠檬酸10g/L、活化剂0· 2g/L、PTFE乳液 6g/L、硫酸铺4g/L、pH为6、温度85°C、时间Ih ;机械搅拌：400r/min ;
[0029] 实施例2
[0030] 所述镀液配置：
[0031] 施镀：硫酸镍l〇g/L、次亚磷酸钠10g/L、柠檬酸5g/L、活化剂0. 8g/L、PTFE乳液 4g/L、硫酸铈 2g/L、PH 为 6. 0、温度 80°C、时间 I. 25h、机械搅拌：450r/min ;
[0032] 实施例3
[0033] 所述镀液配置：
[0034] 施镀：硫酸镍12g/L、次亚磷酸钠12g/L、柠檬酸8g/L、活化剂0· 6g/L、PTFE乳液 8g/L、硫酸铈5g/L、PH为7、温度85°C、时间I. 5h ;机械搅拌：500r/min ;
[0035] 实施例4
[0036] 所述镀液配置：
[0037] 施镀：硫酸镍13g/L、次亚磷酸钠 llg/L、柠檬酸7g/L、活化剂0· 4g/L、PTFE乳液 llg/L、硫酸铈8g/L、pH为5. 0、温度90°C、时间2h ;机械搅拌：600r/min ;
[0038] 具体实施例工艺参数见表1
[0039] 表 1
[0040]
【权利要求】
1. 一种化学沉积稀土铈Ni-P-PTFE复合镀层的制备方法，其特征在于：在20号钢基体 上利用稀土铈诱导沉积的方法在超声作用下镀覆Ni-P-PTFE复合镀层； 第一步、试样前处理，除油液为质量浓度10%的NaOH溶液，除油时间为lOmin ; 第二步、选择原料及比例配制镀液 镀液组成：硫酸镍g/L :10_15、次亚磷酸钠 g/L :10-15、柠檬酸g/L :5-10、硫酸铈（g/ L):2-8 ； 第三步、配制PTFE乳液4-llg/L和活性剂FC-1340. 2-0. 8g/L混合溶液，机械搅拌3h， 转速：400r/min ; 第四步、将镀液和混合溶液混合，机械搅拌2h，转速：400r/min ; 第五步、试样清洗；超声频率20Hz,清洗时间为lOmin ; 第六步、浓度为lmol/L的盐酸活化，活化时间为5min ; 第七步、水洗； 第八步、施镀 施镀条件：pH :5-7、温度：80-90°C、时间：l_2h、机械搅拌400-600r/min ; 第九步、水洗风干。
【文档编号】C23C18/36GK104419919SQ201310389218
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2013年8月30日 优先权日:2013年8月30日
【发明者】付传起, 王宙 申请人:中国石油天然气股份有限公司, 大连大学