[发明专利]制备中空工件内表面Ni-SiC复合镀层的方法

摘要

一种制备中空工件内表面Ni‑SiC复合镀层的方法，采用循环电镀液共沉积技术，实现了电镀液只接触中空工件内表面，只在中空工件内表面沉积复合镀层，而不影响中空工件外表面状态。在SiC浓度为20g/L的复合电镀液中制备的复合镀层中SiC含量高达18.8％vol，SiC的利用率有效提高。Ni‑SiC复合镀层的沉积速率高达83μm/30min。与纯镍镀层相比，Ni‑SiC复合镀层表明粗糙度低，均匀致密，表现出高硬度高耐磨性耐蚀性的特点，本发明有效解决了浸泡式电镀系统中复合电镀液浓差极化的问题。

主权项

1.一种制备中空工件内表面Ni‑SiC复合镀层的方法，其特征在于，具体过程是：步骤1：配制复合电镀液；配制复合电镀液是将去离子水与复合电镀液原液配制而成；配制所需量的复合电镀液时，按比例将去离子水与复合电镀液原液混合，并进行空气搅拌；空气搅拌持续时间为12～24h；采用pH酸性调整剂和pH碱性调整剂相结合使混合液的pH值为4.0±0.1；得到复合电镀液；步骤2：准备中空工件；步骤3：加热并搅拌复合电镀液；步骤4：处理电极；用400#水砂纸打磨阴极导电环的内表面和阳极导电棒的表面；步骤5：脱脂；先用丙酮清洗中空工件表面的防锈油，再进行热碱液脱脂；步骤6：侵蚀；将脱脂后的中空工件置于盐酸溶液中，通过侵蚀除去金属表面的氧化膜和锈蚀物；步骤7：活化；将中空工件置于硫酸浓度为5％的H2SO4活化溶液中进行活化，以进一步除去中空工件表面的氧化膜，使中空工件表面的新鲜基体充分暴露出来；中空工件完成活化处理后即进行施镀；活化的工艺参数为：活化温度≤25℃，活化时间为2min，去离子水冲洗2min；步骤8：安装中空工件；将阴极导电环套在中空工件上，并将套有阴极导电环的中空工件放置在上夹具与下夹具之间，调整上夹具、中空工件和下夹具使三者的中心线重合；紧固丝杠上的螺母，使中空工件与上夹具和下夹具间的接触面密封；打开电镀整流电源使中空工件与电源负极连通，对中空工件进行阴极保护；步骤9：在中空工件内表面制备打底层；通过冲击镀镍在中空工件内表面制备打底层；在冲击镀镍前，先关闭压缩空气泵停止搅拌复合电镀液，使复合电镀液静置20min，SiC微粒自由沉降，上层复合电镀液中SiC微粒含量低；开始冲击镀镍时，将与上出水口相连的手动阀调至最大，将与下出水口相连的手动阀调至最小；调节电磁流量计，使冲击镀镍时进入电镀腔的复合电镀液的体积流量为Ni‑SiC复合电镀时复合电镀液的体积流量的1.5倍；所述冲击镀镍的时间为5min，所述Ni‑SiC复合电镀时复合电镀液的体积流量为1.665～4.587m3/h；调节冲击镀镍时的电流为Ni‑SiC复合电镀时电流的1.5倍；所述Ni‑SiC复合电镀时的电流至该中空工件内表面的电流密度为8～12.5A/dm2；冲击镀镍的温度为50～70℃，复合电镀液的pH值为3.9～4.1；步骤10：Ni‑SiC复合电镀；完成冲击镀镍后即将与下出水口相连的手动阀调至最大，打开压缩空气泵；调节电磁流量计，使进入电镀腔的复合电镀液的体积流量为1.665～4.587m3/h；调节电流，使中空工件内表面的电流密度为8～12.5A/dm2；Ni‑SiC复合电镀的温度为50～70℃；pH值为3.9～4.1；施镀时间为25min；在冲击镀镍与Ni‑SiC复合电镀的总过程中，所述复合电镀液的沉积速率为50～83μm/30min；步骤11：拆卸中空工件；步骤12：后处理；完成复合电镀的中空工件，在去离子水中冲洗去除工件表面残留的复合电镀液，在超声波下震荡清洗15min，烘干；将烘干的中空工件放入已加热至150～200℃的加热炉中并保温1.5～2.5h；保温结束后随炉冷却至室温，得到内表面有复合镀层的中空工件；镀后的热处理有利于除氢并消除镀层内应力，提高镀层结合强度。