[发明专利]一种高热硬性Ni-W基高硬陶瓷相复合镀层及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高热硬性的Ni‑W基高硬陶瓷相复合涂层的制备方法，包括以下步骤：步骤S1、对基体进行机械预处理使其表面光滑；然后进行脱脂与超声清洗，并进行活化处理，去除氧化层。步骤S2、以石墨为阳极，在镍离子‑钨酸盐‑柠檬酸盐体系电镀液中采用直流电沉积Ni‑W涂层。步骤S3、在S2电沉积Ni‑W涂层过程中，向镀液加入含有高硬陶瓷相颗粒的尿素溶液并以300 r/min高速搅拌，制得沉积态Ni‑W基高硬陶瓷相复合涂层。步骤S4、对S3沉积所得涂层进行真空热处理，获得最终退火态Ni‑W基高硬陶瓷相复合涂层。本发明操作简单，条件易于控制，重复性好，且复合涂层具有良好的高温硬度与耐磨性。

技术领域

本发明属于合金涂层制备与应用领域，涉及一种高热硬性的Ni-W基高硬陶瓷相复合涂层及其制备方法，具体涉及一种以Ni、W为主元素，含有一种或几种一种或几种高硬陶瓷相Ni-W基复合涂层的制备。

背景技术

随着工业化的进行，过去传统行业镀层都是以镀Cr为主，传统的镀Cr技术由于其具有毒性，废液处理成本大等缺点逐渐被淘汰。目前Ni-W基镀层以综合性能高，操作便捷方便等优点进入我们的视野。而且Ni与其他合金制成的复合镀层可以通过镀液配方制成不同功能性的镀层，所以研究Ni-W基镀层的相关制备工艺及性能是有极大应用发展空间和前景。虽然Ni基镀层相对于Cr基镀层具有一定的优势，但随着现代化的发展，二元Ni-W基合金已经不能满足科学生产的某些要求，所以我们常采用复合电沉积以对零件进行表面改性。复合电沉积是一种获得功能镀层的表面防护技术。通过复合电沉积法可以制备出在大气环境中也十分稳定的镍基复合镀层，因其相较于单相电沉积法制备出的薄膜拥有更强的钝化能力、更高的硬度、更光亮的表面，不仅有效的提高了材料表面性能，而且还可以在装饰镀膜等方面产生一定的经济效益。以一种或多种高硬陶瓷相作为分散颗粒，制得Ni-W基复合镀层，可进一步提高镀层的耐磨性以达到修复零件表面的目的。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术的不足，提供一种高热硬性的Ni-W基高硬陶瓷相复合涂层的制备方法，该工艺操作简单，条件易于控制，重复性好，制得的沉积涂层与基体结合良好、成膜质量较好、且在高温下具有良好的硬度与耐磨性。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种高热硬性的Ni-W基高硬陶瓷相复合涂层的制备方法，该方法包括如下步骤：

步骤S1、对基体进行机械预处理使其表面光滑；然后用商业脱脂剂对其表面进行脱脂与超声清洗，并对基体表面进行活化处理，去除氧化层。

步骤S2、以石墨为阳极，在镍离子-钨酸盐-柠檬酸盐体系电镀液中采用直流电沉积Ni-W涂层。

步骤S3、在S2电沉积Ni-W涂层过程中，向镀液加入含有高硬陶瓷相颗粒的尿素溶液并以200~400 r/min高速搅拌，制得沉积态Ni-W基高硬陶瓷相复合涂层。

步骤S4、对S3沉积所得涂层进行真空热处理，获得最终退火态 Ni-W基高硬陶瓷相复合涂层。

优选地，所述的基体为黄铜片、不锈钢或低碳钢的一种；超声清洗时间为10~30min，活化用溶液为体积分数5~15%的稀盐酸或稀硫酸。

优选地，步骤S2所述的镍离子-钨酸盐-柠檬酸盐体系电镀液包含硫酸镍 20~120g/L、钨酸钠 5~80g/L、氯化铵5~40 g/L、碳酸钠 5~60 g/L、柠檬酸钠30~150 g/L、十二烷基硫酸钠0.02~0.25 g/L以及糖精钠 0.5~3 g/L。直流电沉积电流密度0.5~5.0A/dm²，沉积时间为10~30 min。