[发明专利]一种提高耐腐蚀性的表面镍涂层晶粒度调控方法

说明书

技术领域

本发明涉及表面处理技术，具体涉及一种提高合金耐腐蚀性的表面镍涂层晶粒度调 控方法，更具体地说是在合金表面通过调控不同电沉积参数得到微米到纳米尺寸变化的 Ni涂层的方法。

背景技术

目前，金属合金的用途非常广泛，常见的包括铜合金、镁合金、钛合金、铝合金等， 主要应用于汽车制造、建材、航空航天、海洋平台等行业。但是由于合金本身存在的缺 陷如成分偏析、组织疏松等，使其在潮湿的空气、海洋大气等腐蚀环境中遭受严重的腐 蚀，包括电化学腐蚀和化学腐蚀，大大降低构件材料的使用寿命，限制其应用范围。

针对上述现象，表面处理工艺包括搅拌摩擦加工、热喷涂、表面激光熔覆和电镀能 够合理调控改性金属的表层微观结构而不改变基体组织结构，在有效改善耐腐蚀性能方 面有突出的优势。其中电镀涂层技术因其制备设备简单，所得涂层结构致密、耐蚀性能 优异等特性被广泛应用于材料的表面防护领域。

电镀镍涂层因其较高的耐腐蚀性能而被广泛应用，且晶粒尺寸越小耐腐蚀性能越 好。目前，传统的电镀镍涂层工艺往往通过添加糖精等晶粒细化剂来实现纳米尺寸的镍 涂层，但在后续热处理退火消除电沉积应力、提高结合力和均匀细化表面结构的过程中， 容易导致杂质元素偏析，如糖精的加入会导致硫元素的晶界偏析，发生硫化脆化，从而 导致合金性能恶化。专利号为CN104562111A，名为“一种提高镍铝青铜耐腐蚀能力的 方法”里所介绍的电镀Ni-Cr涂层，具有厚度不可持续增加、Cr含量不可控，且电镀液 中有较多添加剂从而影响镀层质量等缺陷。基于上述原因，在合金表面电沉积镍涂层以 提高其耐腐蚀性能是有利的。

基于上述原因，开发一种在合金表面电沉积得到细晶粒尺寸的涂层的电镀方法是有 利的。

基于上述原因，需要开发一种不添加晶粒细化剂，仅通过控制电沉积参数实现纳米 晶粒尺寸的镍涂层的电沉积方法。

基于上述原因，需要开发一种可以调控厚度、重复性能好的Ni涂层电沉积方法， 适用于各种需防腐金属材料表面。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种提高耐腐蚀性的表面镍涂层晶 粒度调控方法，不添加晶粒细化剂，仅在合金表面通过调控不同电沉积参数得到微米到 纳米尺寸变化的Ni涂层，以提高耐腐蚀性能。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种提高合金表面耐腐蚀性的表面镍涂层晶粒度调控方法，其特征在 于，所述方法包括以下步骤：

A、将需提高耐腐蚀性的合金表面机械打磨、除油、酸洗活化；

B、将步骤A处理过的合金作为阴极、和作为阳极的不溶性镍板一并置于电镀液中， 与电源相连接进行电镀；

C、将电镀后的合金取出，去离子水冲洗，冷风吹干，在其表面制备获得Ni涂层， 用以提高耐腐蚀能力。

优选地，所述合金具体为镍铝青铜合金。

优选地，步骤A中，所述机械打磨依次使用180#、400#、800#、1200#水砂纸；所 述除油采用包含20～30g/LNaOH、30～40g/LNa₂CO₃、20～50g/LNa₃PO₄的除油液，除油 条件为：70～80℃恒温1～2min；所述酸洗活化采用的活化液为100～150mL/LH₂SO₄溶液 或100～150mL/LHCl溶液,以去除表面氧化物。所述除油液中，NaOH具有很强的皂化 能力，浓度过低除油速度慢，浓度过高生产的肥皂难以溶解；Na₂CO₃主要起缓冲作用； Na₃PO₄起乳化作用，降低油污和除油液之间的表面张力使油滴不能重聚，含量太低油滴 重聚吸附在表面不容易脱落。

优选地，步骤B中，所述电镀液主盐成分为300～400g/LNi(SO₃NH₂)₂·4H₂O、15～60g/L NiCl₂·6H₂O。所述电镀液的主盐成分能够提供较高含量的Ni且其分散能力和覆盖能力 较好，从而提高电镀速度和效率。氨基磺酸镍镀液体系可以得到半光亮、平滑、低应力 的镍镀层。