一种带Ni-P-Ce-B4C(Cu)复合镀层的耐磨耐蚀材料及其制备工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种带Ni?P?Ce?B4C(Cu)复合镀层的耐磨耐蚀材料及其制备工艺，本发明的制备工艺简单，所制备产品性能优越，适于工业化生产。所得材料的硬度以及耐磨耐蚀性大大提高。
【专利说明】
一种带N1-P-Ge-B4G(Gu)复合镀层的耐磨耐蚀材料及其制备工艺
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种耐磨抗腐蚀镀层及其制备方法，具体涉及一种带N1-P-Ce-B4C(Cu)复合镀层的耐磨耐蚀材料及其制备工艺。
【背景技术】
[0002]上世纪八十年代开始，人们采用电刷镀技术获得复合镀层，针对镀层硬度、耐磨和耐腐蚀性能的提高，目前主要通过向N1-P镀层掺入第二相微粒或金属，利用电镀或化学镀方法使金属或固溶微粒共沉积来制备三元复合镀层。第二相微粒主要有SiC，WC，立方B4C，Al2O3,Si3N4等以提高硬度和耐磨性为目的复合微粒，以及CuF2, (CF)n，PTFE，MoS2等为提高镀层自润滑性的复合微粒。
[0003]传统复合电刷镀镀层中，第二相不溶性颗粒与合金的键结合差异，界面润湿性能差，会容易产生第二相不溶性颗粒，易脱落，导致镀层表面孔隙率增加，最终造成耐蚀性能的降低。
[0004]纳米B4C粉末是一种不导电材料，在传统的电刷镀沉积过程中，其主要是靠基质金属生长过程中的机械捕获作用进入镀层，得到的复合镀层中纳米粉的含量低，且纳米粉在镀层中分布不均匀。
[0005]且现有的制备电刷镀N1-Cu-P镀层中，配制的刷镀镀液很复杂，为获得好的刷镀效果，镀液中各成分比例很难把握，而且操作工艺也很难控制。
[0006]现有的含复合镀层的耐磨耐蚀材料总体存在硬度不够高、耐磨耐蚀性能不佳的缺陷，不能满足越来越高的耐磨耐蚀等要求。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种高硬度、耐磨抗腐蚀大大改善的带N1-P-Ce-B4C (Cu)复合镀层的耐磨耐蚀材料。
[0008]本发明的另一目的在于提供一种制备方法简单、得到的材料硬度和耐磨抗蚀性得到很大程度改善的带N1-P-Ce-B4C (Cu)复合镀层的耐磨耐蚀材料的制备工艺。
[0009 ]本发明提供了一种带N1-P-Ce-B4C (Cu)复合镀层的耐磨耐蚀材料，所述耐磨耐蚀材料从里到外依次包括基材、第一 Ni镀层、N1-P-Ce镀层、第二 Ni镀层、N1-P-Ce-B4C(Cu)镀层。
[0010]本发明进一步包括以下优选的方案:
[0011 ]优选的方案中，所述第一Ni镀层、第二Ni镀层的厚度均为0.5-1.5μπι。优选为0.5_
1.Ομπι，进一步优选 0.5μηι。
[0012]优选的方案中，所述N1-P-Ce镀层的厚度为5.0-7.Ομπι，优选为5.0-6.Ομπι，进一步优选为5.Ομπι。
[0013]优选的方案中，所述N1-P-Ce-B4C(Cu)镀层的厚度为6.0-8.Ομπι，优选为6.0-7.0μm，进一步优选为7.Ομπι。
[OOM]本发明进一步涉及一种带N1-P-Ce_B4C(Cu)耐磨耐蚀复合镀层的制备工艺，基材表面预处理后依次刷镀第一 Ni镀层、N1-P-Ce镀层、第二 Ni镀层、N1-P-Ce-B4C( Cu)镀层。
[0015]优选的方案中，所述制备工艺包括以下工艺步骤:
[0016]步骤一:
[0017]在40_50°C条件下，将活化处理后表面干净的基材使用含镍镀液进行镍的刷镀，得到基材/第一 Ni镀层；
[0018]步骤二:
[0019]将基材/第一Ni镀层试样用水清洗，进行镀液A-1的刷镀，得到基材/第一 Ni镀层/N1-P-Ce镀层试样，用水清洗后再次使用含镍镀液进行镍的刷镀，得到基材/第一Ni镀层/N1-P-Ce镀层/第二 Ni镀层和镀余液B;将Cu包覆B4C颗粒加入镀余液B中，控制Cu包覆MC^镀余液B中浓度为35-75g/L，进行超声分散，搅拌，得到镀液A-2，随后使用镀液A-2实施刷镀，得到基材/第一 Ni镀层/N1-P-Ce镀层/第二 Ni镀层/N1-P-Ce-B4C(Cu)镀层试样；
[0020]所述含镍镀液包括以下组分:六水合硫酸镍320-350g/L，柠檬酸60-80g/L，硼酸15-30g/L，羧酸，施镀时，含镍镀液pH为1-3;
[0021]所述刷镀液A-1包括以下组分:硫酸镍240g/L-280g/L，次亚磷酸钠15-25g/L，柠檬酸20-30g/L，柠檬酸三钠15-25g/L，硫酸钠15_20g/L，冰乙酸20_30ml/L，十二烷基硫酸钠
0.1-0.3g/L，硝酸铈 25-45g/L ；
[0022]施镀时，镀液A-1的pH值控制在:3.0-5.0。
[0023]优选的方案中，所述Cu包覆B4C颗粒的粒度为100-350nm。
[0024]优选的方案中，所述Cu包覆B4C颗粒通过将纳米B4C粉末浸入浓度为8_12^%的NH4F溶液中粗化处理后，固液分离再加入10-llg/L SnCl2和4-5g/L HCl溶液中敏化，固液分离，加入0.4-0.6g/L PdCl2和20-22ml/L HCl活化液中活化，固液分离，并烘干后加入次亚磷酸钠水溶液中搅拌形成悬浮液，加入改性液中，搅拌反应后，固液分离得到；
[0025]其中，改性液组成:硫酸铜7.5g/L-15g/L，甲醛15ml/L-25ml/L，酒石酸钾钠20-30g/L，A，a' 一联卩比啶 10mg-20mg/L，镍氰化钾 50mg/L-100mg/L，氢氧化钠 6-9/L ；
[0026]改性液的pH为11.5-12.5，装载量为2-4dm2/L，温度为45-60 V。
[0027]所述装载量是指电刷镀一平方分米表面面积需要电镀溶液的容量。
[0028]通过以上包覆不仅解决了粉粒在镀层中共沉积并均匀分布的问题，而且Cu的包覆也可改善镀层由于纳米颗粒的加入而导致的腐蚀性能下降的问题。
[0029]改善了纳米B4C颗粒在溶液中的团聚问题，Cu在镀层中的沉积不仅可以在结构上细化镀层胞状组织，Cu在盐溶液体系中还表现出优先腐蚀机制，从而对Ni合金提供了阴极保护作用，整个镀层表现为由大量N1-Cu微观腐蚀单元均匀的二维分布所构成的电化学系统，弥补了由于粒子的加入导致增多界面及孔隙，使得镀层出现更多的微观缺陷，最终造成局部腐蚀原电池数量增加而导致的腐蚀性能下降。
[0030]优选的方案中，制备镍层时，控制刷镀时间为50s-90s。
[0031]优选的方案中，制备N1-P-Ce镀层时，控制刷镀时间为3_4min。
[0032]优选的方案中，制备N1-P-Ce-B4C(Cu)镀层时，控制刷镀时间为4_5min。
[0033]优选的方案中，将刷镀完成后的镀件在400-430°C，恒温处理0.5h_l.5h后，取出样品空冷，得到成品。
[0034]优选的方案中，进行镀液A-1的刷镀时控制电压为11V，采用正接法，刷镀速度为50_80mm/s。
[0035]优选的方案中，刷镀镍时控制电压为12V，采用正接法，刷镀速度为40-80mm/s。
[0036]优选的方案中，刷镀镍时控制刷镀时间为50s-90s。
[0037]优选的方案中，将Cu包覆B4C加入镀余液B中的搅拌过程中，控制转速为200_300r/min0
[0038]优选的方案中，刷镀N1-P-Ce_B4C(Cu)镀层时，控制电压为IIV，采用正接法，刷镀速度为40-80mm/s。
[0039]优选的方案中，基材活化处理的过程为:
[0040]I)对基材擦拭有机溶剂丙酮进行手动除油，时间为20-60s。
[0041]2)电净除油，采用正接法，调节电压为12V，用镀笔浸蘸电净液对基材进行刷镀，刷镀速度为60-100mm/s，时间为15s-30s。刷镀完后，用去离子水清洗。
[0042]3)活化液活化:一号活化液活化调节电压为12V，采用反接法，刷镀速度为90-130mm/s，时间为20s-30s。三号活化液活化时需调节电压12V，采用反接法，刷镀速度为90-130mm/s，时间为 50s_90s。
[0043 ] 一号活化液组成为:98 %浓硫酸44.6ml /L，硫酸铵110.9g/1，pH=0.4;三号活化液组成为柠檬酸94.2g/L，柠檬酸三钠141.2g/L，氯化镍3g/L，pH=4。
[0044]电净液的组成为氢氧化钠25g/L，碳酸钠21.6g/L，磷酸钠50g/L，氯化钠2.4g/L，pH=13。
[0045]优选的方案中，所述镀液A-1是通过下述方案制备的:
[0046]优选的方案中，根据所设计的镀液A-1的组分和浓度以及实际生产过程中所需镀液A-1的体积配取硫酸镍、次亚磷酸钠、柠檬酸、柠檬酸三钠、冰乙酸、硫酸钠、十二烷基硫酸钠、硝酸铈;接着分别用少量去离子水溶解所配取的硫酸镍、次亚磷酸钠、柠檬酸、柠檬酸三钠、硫酸钠，得到硫酸镍溶液、次亚磷酸钠溶液、柠檬酸溶液、柠檬酸三钠溶液、硫酸钠溶液；然后将配得的柠檬酸溶液、柠檬酸三钠溶液和冰乙酸混合，搅拌均匀得到络合剂溶液;再将络合剂溶液与硫酸镍溶液混合均匀，得到溶液Α;接着依次将硝酸铈、硫酸钠溶液加入溶液A中搅拌均匀，得到溶液B。之后在快速搅拌下，将次亚磷酸钠溶液加入溶液B中，最后用15%稀氨水将溶液B的pH值调节至3.0-4.0，得到镀液A-1。
[0047]优选的方案中，所述基材为油墨刮刀，基材长度为35.0cm。
[0048]在刷镀过程中一般根据刷镀样品的长度来控制时间最终控制所施镀镀层的厚度。
[0049]本发明的有益效果
[0050]本发明的材料不仅能大大提高了镀层的硬度，且能同时在很大程度上提高耐磨耐蚀材料的耐磨性。
[0051]本发明的电流效率高、合金沉积加速，无机颗粒从产生强吸附到被机制捕获的时间缩短，已被掩埋的颗粒遭受外部冲击和发生脱落的机率减小，更有利于无机颗粒在合金基体中的沉积。
[0052]得到的耐磨耐蚀材料的晶界、位错、缺位等缺陷减少，镀层的耐蚀性和结合强度提高。很大程度提高本发明的材料的整体性能。
[0053]本发明组分合理、制备工艺简单，有效改善了第二相不溶颗粒在镀液中分散不均匀的问题，促进N1-P合金的非晶化，晶界、位错、缺位等缺陷减少，耐腐蚀性增加，弥补了由于纳米颗粒的添加而导致耐腐蚀性降低的缺陷。得到的材料的表面硬度及耐磨性能倶优，适于工业化生产，拓展了其应用领域。
【附图说明】
[0054]图1为多层N1-P_Cu-Ce/B4C复合镀层电刷镀的工艺流程图的示例。
【具体实施方式】
[0055]下面结合具体实施例对本发明进行详细说明，而不是对本发明进行限制，本发明的精神和权利要求保护范围内，对本发明做出的任何修改或改变，都落入本发明的保护范围。
[0056]实施例1
[0057]按照镀液A-1的组分和浓度要求以及实际生产过程中所需镀液A-1的体积分别用去离子水溶解240g硫酸镍、15g次亚磷酸钠、20g柠檬酸、20g柠檬酸三钠、18g硫酸钠、0.1g十二烷基硫酸钠、25g硝酸铈，配取20ml冰乙酸;然后将配得的柠檬酸溶液、柠檬酸三钠溶液和冰乙酸搅拌6min得到络合剂溶液;再将络合剂溶液与硫酸镍溶液混合均匀lOmin，得到溶液A;接着依次将硝酸铈、硫酸钠溶液加入溶液A中搅拌5min，得到溶液B。之后在快速搅拌下，将次亚磷酸钠溶液缓慢加入溶液B中，搅拌20min。最后用pH调节剂调节溶液pH = 3.0，定容1L。其中pH调节剂为15%稀氨水，配制得到镀液A-1。
[0058]B4C纳米粉末(粒径为50nm)经过10￥七％的順4?溶液粗化20min、10g/L SnCl2和4g/LHCl溶液中敏化3min以及在0.5g/L PdCi2和22ml/L HCl活化液中活化3min后，离心分离烘干，置入改性液进行Cu包覆，改性液组分为:硫酸铜10g/L，甲醛25ml/L，酒石酸钾钠25g/L，A，a' —联吡啶I Omg/L，镍氰化钾50mg/L，氢氧化钠7g/L，pH为12.5，装载量为2dm2/L，温度为40 °C，搅拌反应后，固液分离，得到包覆Cu的B4C颗粒；所述包覆Cu的B4C颗粒的粒径为10nm0
[0059]在油墨刮刀表面进行工件表面预处理，先用脱脂棉蘸取丙酮擦拭基材表面手动除油，时间为20s;电净除油，采用正接法，调节电压为12V，用镀笔浸蘸电净液对基材进行擦拭，擦拭速度为60mm/s，时间为30s。刷完后，用去离子水清洗;活化液活化:用镀笔浸蘸I号活化液对基材进行擦拭，调节电压为12V，采用反接法，刷镀速度为90mm/s，时间为30s; 3号活化液活化时需调节电压12V，采用反接法，刷镀速度为90mm/s，时间为90s。
[0060]将35g改性后的B4C颗粒加入镀液A-1中，进行超声震荡1min，然后进行机械搅拌15min，控制转速为200r/min，得到镀液A-2。
[0061]将活化后的基材用去离子水清洗后，以12V电压，采用正接法，用镀笔浸蘸含镍镀液对基材进行刷镀，刷镀时速度40mm/s，时间为50s，得到基材/第一 Ni层试样(其中第一 Ni层厚度为0.5μπι)，以IIV电压，采用正接法，用镀笔浸蘸镀液A-1对试样进行刷镀，刷镀时速度为40mm/s，时间为3min，得到基材/第一 Ni层/N1-P-Ce试样(其中N1-P-Ce镀层厚度为5μm);用去离子水清洗试样表面后，以12V电压，采用正接法，用镀笔浸蘸含镍镀液对基材进行刷镀，刷镀时速度40mm/s，时间为50s，得到基材/Ni/N1-P-Ce/Ni试样(其中特殊镍夹心层的厚度为0.5μπι);用去离子水清洗试样表面后，以IIV电压，用镀笔浸蘸镀液Α-2对试样进行刷镀，采用正接法，刷镀时速度为40mm/s，时间为4min，得到基材/Ni/N1-P-Ce/Ni/N1-P-Ce-B4C(Cu)试样(其中刷镀 N1-P-Ce-B4C(Cu)厚度为 6μπι)。将制备的 Ni/N1-P-Ce/Ni/N1-P-Ce-B4C( Cu)多层复合镀层在400 0C下，恒温处理1.5h，取出空冷，制得最终镀层试样。
[0062]成品的性能检测值如下:
[0063]截面显微硬度为1053HV，自腐蚀电流密度为3.85μΑ，自腐蚀电位为-213mV。
[0064]实施例2
[0065]按照镀液A-1的组分和浓度要求以及实际生产过程中所需镀液A-1的体积分别用去离子水溶解260g硫酸镍、20g次亚磷酸钠、20g柠檬酸、20g柠檬酸三钠、18g硫酸钠、0.1g十二烷基硫酸钠、35g硝酸铈，配取20ml冰乙酸;然后将配得的柠檬酸溶液、柠檬酸三钠溶液和冰乙酸搅拌6min得到络合剂溶液;再将络合剂溶液与硫酸镍溶液混合均匀lOmin，得到溶液A;接着依次将硝酸铈、硫酸钠溶液加入溶液A中搅拌5min，得到溶液B。之后在快速搅拌下，将次亚磷酸钠溶液缓慢加入溶液B中，搅拌20min。最后用pH调节剂调整溶液pH = 4.0，定容IL。其中pH调节剂为15 %稀氨水，此时镀液A-1配制完毕。
[0066]B4C粉末经过0?七％的順4?溶液粗化25min、10g/L SnCl2和4g/L HCl溶液中敏化5min以及在0.5g/L PdCi2和22ml/L HCl活化液中活化5min后离心分离烘干，置入改性液进行铜包覆，改性液组分为:硫酸铜12g/L,甲醛20!111/]^，酒石酸钾钠25〖/]^，4，3'—联卩比啶15mg/L，镍氰化钾75mg/L，氢氧化钠7g/L，pH为11，装载量3dm2/L，温度为50 °C，搅拌反应后，固液分离，得到包覆有Cu的B4C颗粒;所述包覆有Cu的B4C颗粒的粒径为200nm。
[0067]将55g改性后的B4C颗粒加入镀液A-1中，进行超声震荡1min，然后进行机械搅拌15min，控制转速为250r/min，得到镀液A_2。
[0068]在油墨刮刀表面进行工件表面预处理，先用脱脂棉蘸取丙酮擦拭基材表面手动除油40s;电净除油，采用正接法，调节电压为12V，用镀笔浸蘸电净液对基材进行擦拭，擦拭速度为80mm/s，时间为25s。刷完后，用去离子水清洗;活化液活化:用镀笔浸蘸I号活化液对基材进行擦拭，调节电压为12V，采用反接法，刷镀速度为I lOmm/s，时间为25s; 3号活化液活化时需调节电压12V，采用反接法，刷镀速度为11 Omm/s，时间为70s。
[0069]将活化后的基材用去离子水清洗后，以12V电压，采用正接法，用镀笔浸蘸含镍镀液对基材进行刷镀，刷镀时速度50mm/s，时间为50 s，得到基材/Ni层试样(其中特殊镍厚度为1.Ομπι);，以IIV电压，采用正接法，用镀笔浸蘸镀液A-1对试样进行刷镀，刷镀时速度为60mm/s，时间为3.5min，得到基材/Ni/N1-P-Ce试样(其中N1-P-Ce镀层厚度为6μπι);用去离子水清洗试样表面后，以12V电压，采用正接法，用镀笔浸蘸含镍镀液对基材进行刷镀，刷镀时速度60mm/s，时间为70s，得到基材/Ni/N1-P-Ce/Ni试样(其中特殊镍夹心层的厚度为1.0Mi);用去离子水清洗试样表面后，以IIV电压，用镀笔浸蘸镀液A-2对试样进行刷镀，采用正接法，刷镀时速度为60mm/s，时间为4.5min，得到基材/Ni/N1-P-Ce/Ni/N1-P-Ce-B4C(Cu)试样(其中刷镀 N1-P-Ce-B4C(Cu)厚度为 7.0μπι)。将制备的 Ni/N1-P-Ce/Ni/N1-P-Ce-B4C(Cu)多层复合镀层在415 °C下，恒温处理1.0h，取出空冷，制得最终镀层试样。
[0070]成品的性能检测值如下:
[0071]截面显微硬度为1052HV，自腐蚀电流密度为3.79μΑ，自腐蚀电位为-214mV。
[0072]实施例3
[0073]按照镀液A的组分和浓度要求以及实际生产过程中所需镀液A-1的体积分别用去离子水溶解280g硫酸镍、25g次亚磷酸钠、20g柠檬酸、20g柠檬酸三钠、I Sg硫酸钠、0.1g十二烷基硫酸钠、45g硝酸铈，配取20ml冰乙酸;然后将配得的柠檬酸溶液、柠檬酸三钠溶液和冰乙酸搅拌6min得到络合剂溶液;再将络合剂溶液与硫酸镍溶液混合均匀lOmin，得到溶液A;接着依次将硝酸铈、硫酸钠溶液加入溶液A中搅拌5min，得到溶液B。之后在快速搅拌下，将次亚磷酸钠溶液缓慢加入溶液B中，搅拌20min。最后用pH调节剂调整溶液pH= 5.0，定容1L。其中调节剂为15%稀氨水，此时镀液A-1配制完毕。
[0074]B4C粉末经过10%的NH4F溶液粗化30min、10g/L SnC12和4g/L HCl溶液中敏化8min以及在0.5g/L PdC12和22ml/L HCl活化液中活化8min后，离心分离烘干，置入改性液进行铜包覆，改性液组分为:硫酸铜10g/L，甲醛15ml/L,酒石酸钾钠25g/L，A，a'—联P比啶20mg/L，镍氰化钾100mg/L，氢氧化钠7g/L，pHl I，装载量4dm2/L，温度为60 °C，搅拌反应后，固液分离，得到包覆有Cu的B4C颗粒;所述包覆有Cu的B4C颗粒的粒径为200nm。
[0075]将75g改性后的B4C颗粒加入镀液A-1中，进行超声震荡1min，然后进行机械搅拌15min，控制转速为300r/min，得到镀液A-2。
[0076]在油墨刮刀表面进行工件表面预处理，先用脱脂棉蘸取丙酮擦拭基材表面手动除油60s;电净除油，采用正接法，调节电压为12V，用镀笔浸蘸电净液对基材进行擦拭，擦拭速度为100mm/S，时间为20s。刷完后，用去离子水清洗;活化液活化:用镀笔浸蘸I号活化液对基材进行擦拭，调节电压为12V，采用反接法，刷镀速度为130mm/s，时间为20s; 3号活化液活化时需调节电压12V，采用反接法，刷镀速度为130mm/s，时间为50s。
[0077]将活化后的基材用去离子水清洗后，以12V电压，采用正接法，用镀笔浸蘸含镍镀液对基材进行刷镀，刷镀时速度50mm/s，时间为90s，得到基材/Ni层试样(其中特殊镍厚度为1.5μπι);，以IIV电压，采用正接法，用镀笔浸蘸镀液A-1对试样进行刷镀，刷镀时速度为80mm/s，时间为4min，得到基材/Ni/N1-P-Ce试样(其中N1-P-Ce镀层厚度为7.Ομπι);用去离子水清洗试样表面后，以12V电压，采用正接法，用镀笔浸蘸含镍镀液对基材进行刷镀，刷镀时速度80mm/s，时间为90s，得到基材/Ni/N1-P-Ce/Ni试样(其中特殊镍夹心层的厚度为1.5Mi);用去离子水清洗试样表面后，以IIV电压，用镀笔浸蘸镀液A-2对试样进行刷镀，采用正接法，刷镀时速度为80mm/s，时间为5min，得到基材/Ni/N1-P-Ce/Ni/N1-P-Ce-B4C(Cu)试样(其中刷镀 N1-P-Ce-B4C(Cu)厚度为 8.0μπι)。将制备的 Ni/N1-P-Ce/Ni/N1-P-Ce-B4C(Cu)多层复合镀层在430 °C下，恒温处理0.5h，取出空冷，制得最终镀层试样。
[0078]产品的性能检测值如下:
[0079]截面显微硬度为1033HV，自腐蚀电流密度为3.87μΑ，自腐蚀电位为-201mV。
[0080]对比例I
[0081 ]用去离子水溶解280g硫酸镍、25g次亚磷酸钠、20g柠檬酸、20g柠檬酸三钠、18g硫酸钠、0.1g十二烷基硫酸钠、45g硝酸铈，配取20ml冰乙酸;然后将配得的柠檬酸溶液、柠檬酸三钠溶液和冰乙酸搅拌6min得到络合剂溶液;再将络合剂溶液与硫酸镍溶液混合均匀1min，得到溶液A;之后在快速搅拌下，将次亚磷酸钠溶液缓慢加入溶液B中，搅拌20min。最后用PH计调剂溶液pH=5.0，定容1L。其中调节剂为15 %稀氨水，此时镀液A配制完毕。
[0082]在油墨刮刀表面进行工件表面预处理，先用脱脂棉蘸取丙酮擦拭基材表面手动除油60s;电净除油，采用正接法，调节电压为12V，用镀笔浸蘸电净液对基材进行擦拭，擦拭速度为lOOmm/s，时间为20s。刷完后，用去离子水清洗;活化液活化:用镀笔浸蘸I号活化液对基材进行擦拭，调节电压为12V，采用反接法，刷镀速度为130mm/s，时间为20s; 3号活化液活化时需调节电压12V，采用反接法，刷镀速度为130mm/s，时间为50 s。将活化后的基材用去离子水清洗后，以12V电压，采用正接法，用镀笔浸蘸含镍镀液对基材进行刷镀，刷镀时速度50mm/s，时间为90s，得到基材/Ni层试样(其中特殊镍厚度为1.5μηι)；，以IlV电压，采用正接法，用镀笔浸蘸镀液A对试样进行刷镀，刷镀时速度为80mm/s，时间为4min，得到基材/Ni/N1-P试样。将制备的Ni/N1-P复合镀层在400 0C下，恒温处理0.5h，取出空冷，制得最终镀层试样。
[0083]成品的性能检测值如下:
[0084]截面显微硬度为780HV，自腐蚀电流密度为7.81μΑ，自腐蚀电位为_311.8mV。
【主权项】
1.一种带N1-P-Ce-B4C(Cu)复合镀层的耐磨耐蚀材料，其特征在于，所述耐磨耐蚀材料从里到外依次包括基材、第一 Ni镀层、N1-P-Ce镀层、第二 Ni镀层、N1-P-Ce-B4C(Cu)镀层。2.根据权利要求1所述的耐磨耐蚀材料，其特征在于，所述第一Ni镀层、第二 Ni镀层的厚度均为0.5-1.5μπι。3.根据权利要求1或2所述的耐磨耐蚀材料，其特征在于，所述N1-P-Ce镀层的厚度5.0-7.0um04.根据权利要求3所述的耐磨耐蚀材料，其特征在于，所述N1-P-Ce-B4C(Cu)镀层的厚度为 6.0-8.0ym。5.—种带N1-P-Ce-B4C( Cu)耐磨耐蚀复合镀层的耐磨耐蚀材料的制备工艺，其特征在于，基材表面经预处理后依次刷镀第一 Ni镀层、N1-P-Ce镀层、第二 Ni镀层、N1-P-Ce-B4C(Cu)链层。6.根据权利要求5所述的制备工艺，其特征在于，包括以下工艺步骤: 步骤一: 在40-50°C条件下，将活化处理后表面干净的基材使用含镍镀液进行镍的刷镀，得到基材/第一 Ni镀层； 步骤二: 将基材/第一 Ni镀层试样用水清洗，进行镀液A-1的刷镀，得到基材/第一 Ni镀层/N1-P-Ce镀层试样，用水清洗后再次使用含镍镀液进行镍的刷镀，得到基材/第一 Ni镀层/N1-P-Ce镀层/第二Ni镀层和镀余液B;将Cu包覆B4C颗粒加入镀余液B中，控制Cu包覆B4C在镀余液B中浓度为35-75g/L，进行超声分散，搅拌，得到镀液A-2，随后使用镀液A-2实施刷镀，得到基材/第一 Ni镀层/N1-P-Ce镀层/第二 Ni镀层/N1-P-Ce-B4C(Cu)镀层试样； 所述含镍镀液包括以下组分:六水合硫酸镍320-350g/L，柠檬酸60-80g/L，硼酸15-30g/L，羧酸，施镀时，含镍镀液pH为1-3; 所述刷镀液A-1包括以下组分:硫酸镍240g/L-280g/L，次亚磷酸钠15-25g/L，柠檬酸20-30g/L，柠檬酸三钠15-25g/L，硫酸钠15-20g/L，冰乙酸20-30ml/L，十二烷基硫酸钠0.1-0.3g/L，硝酸铈 25-45g/L; 施镀时，镀液A-1的pH值控制在:3.0-5.007.根据权利要求6所述的制备工艺，其特征在于，所述Cu包覆B4C颗粒的粒度为100-350nmo8.根据权利要求6或7所述的制备工艺，其特征在于，所述Cu包覆B4C颗粒通过将纳米B4C粉末浸入浓度为8-12被％的见14?溶液中粗化处理后，固液分离再加入10-llg/L SnCl2和4-5g/L HCl溶液中敏化，固液分离，加入0.4-0.6g/L PdCl2和20_22ml/L HCl活化液中活化，固液分离，并烘干后加入次亚磷酸钠水溶液中搅拌形成悬浮液，加入改性液中，搅拌反应后，固液分离得到； 其中，改性液组成:硫酸铜7.5g/L-15g/L，甲醛15ml/L-25ml/L，酒石酸钾钠20_30g/L，A，a' —联卩比啶 10mg-20mg/L，镍氰化钾 50mg/L-100mg/L，氢氧化钠 6-9/L ； 改性液的pH为11.5-12.5，装载量为2-4dm2/L，温度为45-60°C。9.根据权利要求6所述的制备工艺，其特征在于，制备镍层时，控制刷镀时间为50s-90s ； 制备N1-P-Ce镀层时，控制刷镀时间为3-4min; 制备N1-P-Ce-B4C (Cu)镀层时，控制刷镀时间为4_5min。10.根据权利要求6或9所述的制备工艺，其特征在于，将刷镀完成后的镀件在400-4300C，恒温处理0.5h-l.5h后，空冷，得到成品。
【文档编号】C25D15/00GK105970262SQ201610548085
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年7月13日
【发明人】周宏明, 胡建红, 胡雪仪, 刘亚雄, 简帅
【申请人】中南大学, 长沙冠瑞机械制造有限公司