[发明专利]一种利用机械研磨技术在小尺寸金属管内壁制备纳米Ni-P镀层的装置和方法

权利要求书

1.一种利用机械研磨技术在小尺寸金属管内壁制备纳米Ni-P镀层的装置，其特征在于：包括用于给待施镀的金属管(2)进行加热的加热带(1)，用于储存镀镍液(3)并向金属管(2)内添加镀镍液(3)的镀液罐，用于对金属管(2)内壁进行机械研磨的氧化铝球(5)，用于对金属管(2)两端进行封堵以防止镀镍液(3)流出的封头(4)，以及用于带动金属管(2)旋转的电机(10)；其中加热带(1)设置在金属管(2)的外壁上，且加热带(1)与控温器(8)相连，金属管(2)的内部填充有氧化铝球(5)和镀镍液(3)，封头(4)设置在金属管(2)的两端并与电机(10)的转轴相连，且封头(4)的内衬为聚四氟乙烯材质。

2.根据权利要求1所述的利用机械研磨技术在小尺寸金属管内壁制备纳米Ni-P镀层的装置，其特征在于：还包括用于支撑金属管(2)的支撑架(6)，金属管(2)水平的支撑在支撑架(6)的上方，且支撑架(6)的顶部与金属管(2)接触的部分设有开放式滚动轴承。

3.根据权利要求1所述的利用机械研磨技术在小尺寸金属管内壁制备纳米Ni-P镀层的装置，其特征在于：所述的氧化铝球(5)的粒径为1～8mm。

4.根据权利要求1所述的利用机械研磨技术在小尺寸金属管内壁制备纳米Ni-P镀层的装置，其特征在于：所述的金属管(2)的外径≤88.9mm，长度≤1m。

5.一种采用权利要求1所述的利用机械研磨技术在小尺寸金属管内壁制备纳米Ni-P镀层的装置的制备纳米Ni-P镀层的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)镀镍液的配制

以硫酸镍、次亚磷酸钠、柠檬酸钠、氟化氢铵和丁二酸为原料，加入去离子水配制成镀镍液(3)，其中镀镍液(3)中硫酸镍的浓度为20～40g/L，次亚磷酸钠的浓度为20～40g/L，柠檬酸钠的浓度为10～15g/L，氟化氢铵的浓度为1～3g/L，丁二酸的浓度为10～15g/L；

2)机械研磨化学镀

将配制好的镀镍液(3)用氨水调节pH＝4.5～5.5，放入镀液罐中进行预热，然后与氧化铝球(5)一起倒入金属管(2)中，将金属管(2)的两端用封头(4)密封，然后将金属管(2)水平晃动使得氧化铝球(5)在金属管(2)内均匀分布，用加热带(1)对金属管(2)进行加热，当温度到达设定的施镀温度后，开动电机(10)带动金属管(2)匀速转动，施镀30～45min后，即在金属管(2)的内壁上制备出纳米Ni-P镀层。

6.权利要求5所述的利用机械研磨技术在小尺寸金属管内壁制备纳米Ni-P镀层的方法，其特征在于：所述的金属管(2)在施镀前先对其内壁进行表面处理，依次进行喷砂除锈、除油和酸化活化处理。

7.权利要求5所述的利用机械研磨技术在小尺寸金属管内壁制备纳米Ni-P镀层的方法，其特征在于：所述步骤2)中使用粒径为1～8mm的氧化铝球(5)，并预先对氧化铝球(5)进行配比，使粒径＜5mm的氧化铝球的体积分数为65～75％，粒径＞5mm的氧化铝球体积分数为25～35％。

8.权利要求5所述的利用机械研磨技术在小尺寸金属管内壁制备纳米Ni-P镀层的方法，其特征在于：所述步骤2)中加入的氧化铝球(5)的总体积为金属管(2)容积的30～35％，加入的镀镍液(3)的体积为金属管(2)容积的45～55％。

9.权利要求5所述的利用机械研磨技术在小尺寸金属管内壁制备纳米Ni-P镀层的方法，其特征在于：所述步骤2)中的预热温度为60～80℃，施镀温度为60～80℃。

10.权利要求5所述的利用机械研磨技术在小尺寸金属管内壁制备纳米Ni-P镀层的方法，其特征在于：所述步骤2)中金属管(2)的转速为100～500rpm。