[发明专利]化学镀Ni-P/Ni-P-PTFE复合结构镀层及制备工艺

说明书

技术领域

本发明所述的化学镀Ni-P/Ni-P-PTFE复合结构镀层及制备工艺涉及一种新的耐磨复合镀层制备，更具体地说，涉及一种化学镀Ni-P/Ni-P-PTFE复合结构镀层及制备工艺。

背景技术

目前化学镀Ni-P合金镀层有良好的均镀性、稳定性、耐蚀性、可焊性以及结合强度较高，孔隙率较少等优点，因而在化工、国防、精密仪器制造等行业得到了广泛应用，但是在干摩擦条件下，Ni-P合金镀层的摩擦性能较差，难以发挥其耐磨性。而聚四氟乙烯(PTFE)具有优异的自润滑性、耐蚀性、耐高低温性能，同时具有良好的化学稳定性、介电性能及优异的不粘性，在材料科学领域得到了广泛应用。尤其是与其他聚合物相比较，PTFE粒子具有较低的摩擦系数(0～0.05)，所制备的复合镀层已成功应用于许多行业。针对聚四氟乙烯的性能特点，在原有化学镀Ni-P镀层的基础上制备Ni-P-PTFE自润滑复合镀层，可以有效的提高Ni-P镀层的耐磨性能。作为耐磨性镀层要求镀层应该有较高的硬度，非晶态的Ni-P镀层硬度较高，但是对于化学镀Ni-P-PTFE复合镀层的硬度比Ni-P镀层的低，所以在Ni-P镀层上制备Ni-P/Ni-P-PTFE复合结构镀层可以达到高硬度和耐磨性目的。针对上述现有技术中所存在的问题，研究设计一种新型的化学镀Ni-PNi-P-PTFE复合结构镀层及制备方法，从而克服现有技术中所存在的问题是十分必要的。

发明内容

鉴于上述现有技术中所存在的问题，本发明的目的是研究设计一种新型的化学镀Ni-P/Ni-P-PTFE复合结构镀层及制备工艺，从而解决目前化学镀Ni-P合金镀层在干摩擦条件下，Ni-P合金镀层的摩擦性能较差，难以发挥其耐磨性等问题。

本发明公开一种化学镀Ni-P/Ni-P-PTFE复合结构镀层及制备工艺，在45号钢基体上通过一次施镀制备Ni-P合金镀层的前提下，进行二次施镀制备Ni-P-PTFE镀层，开发出具有耐磨、自润滑性质的复合镀层，实现有效的耐磨、减磨的目的。

本发明主要研究了工艺参数对镀层摩擦学性能的影响规律，含有Ni²⁺，H₂PO^2-，PO₄^3-等的主盐、络合剂、添加剂、表面活性剂等组成的镀液对基体表面沉积过程的影响，复合镀层PTFE含量成对耐磨性的影响等。通过上述研究及实验，最终在试件表面获得厚度为10-100μm、结合力达到60-90N，硬度800HV以上，具有耐磨和自润滑性质的复合镀层；进而使得镀层的耐耐磨有明显的改善。

本发明所述的化学镀Ni-P/Ni-P-PTFE复合结构镀层及制备工艺，是在45号钢基体上制备出Ni-P/Ni-P-PTFE复合结构镀层，复合镀层由表面向基体依次由Ni-P-PTFE镀层和Ni-P镀层构成，所述的化学镀制备Ni-P/Ni-P-PTFE复合结构镀层的工艺步骤如下：

第一步、选择镀液原料；

硫酸镍(纯度＞99％)；次亚磷酸钠(纯度＞98％)；苹果酸(纯度＞98％)；柠檬酸(纯度＞99.5％)；乳酸(纯度＞90％)；氨基乙酸(纯度＞99％)；乙二氨(纯度＞99.9％)；聚四氟乙烯(PTFE)(纯度＞98％)；活性剂(FC-134)(纯度＞90％)；硫脲(纯度＞98％)；

第二步、除油除锈；

第三步、超声清洗；

第四步、盐酸活化；

第五步、一次施镀：硫酸镍(g/L)：20-30、次亚磷酸钠(g/L)：20-30、苹果酸(g/L)：5-10，柠檬酸(g/L)：5-10、乳酸(ml/L)：2-6、氨基乙酸(g/L)：20-30g/L，PH：4-6、温度(℃)：80℃-90、时间(h)：1；

第六步、水洗；

第七步、二次施镀：硫酸镍(g/L)：30-40，次亚磷酸钠(g/L)：30-40，乙二二氨(g/L)：20-40，PTFE(g/L)：10-30，柠檬酸(g/L)：10-15，活性剂FC-134(g/L)：10-16，硫脲(g/L)：2-8，PH：6-7，温度(℃)：85-95，时间(h)：2；

第八步、水洗；