[发明专利]精密零件表面的金属-陶瓷梯度复合镀层及其制备方法

权利要求书

1.一种精密零件表面的金属-陶瓷梯度复合镀层，其特征在于：包括依次从下至上叠层沉积在精密零件表面的镍层、耐磨复合镀层以及润滑复合镀层；所述耐磨复合镀层为Ni-cBN复合镀层或Ni-金刚石复合镀层或Ni-SiC复合镀层；所述润滑复合镀层为Ni-hBN复合镀层。

2.根据权利要求1所述的精密零件表面的金属-陶瓷梯度复合镀层，其特征在于：所述镍层的厚度为2～3μm，所述耐磨复合镀层的厚度为16～20μm，所述润滑复合镀层的厚度为7～10μm。

3.根据权利要求2所述的精密零件表面的金属-陶瓷梯度复合镀层，其特征在于：所述耐磨复合镀层硬度达700Hv以上，所述润滑复合镀层摩擦系数低于0.10μm。

4.一种权利要求1-3任一所述精密零件表面的金属-陶瓷梯度复合镀层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、对零件封胶；

采用封胶工艺对零件封胶，在零件表面形成绝缘保护层；

步骤2、精确刻型；

精确去除步骤1处理后零件待电镀区域的绝缘保护层；

步骤3、化学除膜；

将经过步骤2处理后的零件放入除膜液中除去零件表面氧化膜；并立即用去离子水清洗除膜后的零件；

步骤4、活化；

将经过步骤3处理后的零件进行活化处理，之后经去离子水彻底清洗；

步骤5、闪镀镍；

将经过步骤4处理后的零件浸入镀镍溶液，采用镀镍工艺在零件待电镀区域表面形成镍层；

步骤6、“金属-耐磨颗粒”复合电沉积；

将经过步骤5处理后的零件置于含有耐磨陶瓷颗粒的镀镍液中进行电沉积，在零件镍层表面形成耐磨复合镀层；

所述含有耐磨陶瓷颗粒的镀镍液的组成为：280～300g/L氨基磺酸镍，3～10g/L氯化镍，35～40g/L硼酸，0.1～0.2g/L十二烷基硫酸钠，50～60g/L耐磨陶瓷颗粒，所述耐磨陶瓷颗粒为cBN、SiC或金刚石颗粒；

步骤7、“金属-润滑颗粒”复合电沉积；

将经过步骤6处理并经去离子水清洗的零件置于含有润滑颗粒的镀镍液中进行电沉积，在零件耐磨复合镀层上形成润滑复合镀层；

所述含有润滑颗粒的镀镍液的组成为：280～300g/L氨基磺酸镍，3～10g/L氯化镍，35～40g/L硼酸，0.1～0.2g/L十二烷基硫酸钠，30～40g/L hBN颗粒。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤1所述的封胶工艺为：采用过氯乙烯漆或保护胶Q98-1在零件表面形成绝缘保护层，对零件进行绝缘保护。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤2具体为：设定激光清洗工艺参数，采用激光清洗机精确去除待电镀区域的绝缘保护层；所述激光清洗工艺参数为：激光波长为1060nm，脉冲宽度为130@50kHz，激光输出功率为80～90W，激光重复频率为20～30KHz，扫描速率为500～1000mm/s。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤3中所述除膜液组成为：200～250g/L氯化铁，180～200mL/L氢氟酸，120～150mL/L硝酸，180～200mL/L盐酸-，0.2g/L十二烷基硫酸钠，其中，氢氟酸的质量分数为40％，盐酸的质量分数为36％；除膜工艺参数为：温度：50～60℃，时间15～20s。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤4具体为：将经过步骤3处理后的零件置于15％体积分数的稀盐酸，常温浸泡1～2min。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤5中所述镀镍溶液的组成为：250～300g/L氯化镍、100～150mL/L盐酸、0.1～0.4g/L十二烷基硫酸钠；其中，盐酸的质量分数为36％；

所述镀镍工艺为：采用盐酸和碳酸镍调整镀镍溶液的pH值为1～3，电沉积温度55～60℃，电沉积电流密度4～5A/dm²，先浸泡2～3min，再施镀3～5min。