[发明专利]一种稀土‑镍‑钴‑二硫化钨多元合金防腐耐磨复合镀层、电镀液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属表面处理技术领域，尤其涉及一种稀土-镍-钴-二硫化钨多元合金防腐耐磨复合镀层、电镀液及其制备方法。

背景技术

目前，随着世界各国环保意识的不断增强，传统的六价铬电镀工艺由于存在对环境的严重污染，对人体严重危害，同时还有能耗高、生产效率低、电镀废弃物处理难度大、成本高等缺陷，正在逐步被越来越多的国家限制或禁止。美国、欧盟等国家已严格禁止六价铬电镀工艺的使用。我国的一些地区也制定了相关的规定，如天津市就全面禁止六价铬电镀生产工艺。

为了取代重污染的六价铬电镀工艺，实现清洁生产，保护生态环境和人民的身体健康，人们不断探索新的电镀溶液和工艺。其中某些二元或多元合金镀层同时具备六价铬的硬度和耐磨性，也有着光亮的金属外观，在某些使用条件下可以取代六价铬。但这些镀层也有不足，主要表现在镀态硬度不高，需要经过热处才能达到所需硬度；镀层的内应力高，脆性大，镀厚时容易产生裂纹，失去耐腐蚀性能，有些甚至无法获得厚镀层。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种稀土-镍-钴-二硫化钨多元合金防腐耐磨复合镀层、电镀液及其制备方法，以解决现有电镀工艺得到的镀层硬度低，内应力高，脆性大，镀厚时容易产生裂纹，失去耐腐蚀性能，有些甚至无法获得厚镀层的问题。

本发明解决现有技术问题是通过下述技术方案来实现的：

本发明提供了一种稀土-镍-钴-二硫化钨多元合金防腐耐磨复合镀层，所述镀层为纳米晶结构；所述镀层镀态显微硬度为HV700-HV1200；钴在镀层中的含量为1wt％--55wt％，稀土为0.5wt％--12wt％，其余为镍。

进一步的，所述镀层为纳米晶基体上弥散着金属间化合物和纳米二硫化钨的颗粒结构；所述镀层镀态显微硬度为HV700-HV1200；钴在镀层中的含量为1wt％--55wt％，稀土为0.5wt％--12wt％，二硫化钨为0.1wt％--5wt％，其余为镍。

本发明还提供了一种稀土-镍-钴-二硫化钨多元合金防腐耐磨复合电镀液，包括如下组分：

加去离子水定容。

进一步的，所述一种稀土-镍-钴-二硫化钨多元合金防腐耐磨复合电镀液还包括：

二硫化钨0.01-4.9g/L。

本发明还提供了一种稀土-镍-钴-二硫化钨多元合金防腐耐磨复合电镀液的制备方法，包括如下步骤：

将去离子水加热至50-60℃，加入260-400g硫酸镍、10-75g硫酸钴、30-50g氯化镍、35-55g硼酸、0.1-28g稀土，充分搅拌至完全溶解得到第一溶液；

在上一步中得到的第一溶液中加入硼氢化钠1-35g、三乙烯四胺2-20g、柠檬酸5-40g、丙二酸5-20g，充分搅拌制得第二溶液；

将上一步得到的第二溶液的PH值调节为4.5-5.0，加去离子水至1L，即制得一种稀土-镍-钴-二硫化钨多元合金防腐耐磨镀层电镀液。

进一步的，所述步骤：将上一步得到的第二溶液的PH值调节为4.5-5.0，加去离子水至1L，即制得一种稀土-镍-钴-二硫化钨多元合金防腐耐磨镀层电镀液中，还包括如下步骤：

将上一步得到的第二溶液的PH值调节为4.5-5.0，再加入0.01-4.9g二硫化钨，加去离子水至1L，即制得一种稀土-镍-钴-二硫化钨多元合金防腐耐磨镀层电镀液。

进一步的，一种稀土-镍-钴-二硫化钨多元合金防腐耐磨复合电镀液的制备方法，具体包括如下步骤：

将650ml去离子水加热至50-60℃，加入380g硫酸镍、55g硫酸钴、45g氯化镍、40g硼酸、25g稀土，充分搅拌至完全溶解得到第一溶液；

在上一步得到的第一溶液中依次加入硼氢化钠35g、三乙烯四胺20g、柠檬酸25g、丙二酸18g，充分搅拌制得第二溶液；

使用氨水或稀硫酸将上一步得到的第二溶液的PH值调节为4.5-5.0，在不断搅拌的条件下加入4.5g二硫化钨，加去离子水至1L，即制得一种稀土-镍-钴-二硫化钨多元合金防腐耐磨镀层电镀液。

进一步的，一种稀土-镍-钴-二硫化钨多元合金防腐耐磨复合电镀液的制备方法，具体包括如下步骤：

将650ml去离子水加热至50-60℃，加入260g硫酸镍、25g硫酸钴、35g氯化镍、35g硼酸、8g稀土，充分搅拌至完全溶解得到第一溶液；

在上一步得到的第一溶液中依次加入硼氢化钠10g、三乙烯四胺10g、柠檬酸15g、丙二酸5g，充分搅拌制得第二溶液；