[发明专利]稀土—镍—钴—硼多元合金防腐耐磨镀层、电镀液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于金属表面处理领域，特别涉及一种稀土—镍—钴—硼多元合金防腐耐磨镀层、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不断增强，传统的六价铬电镀工艺由于存在高污染、高能耗、低效率、难处理等缺陷，面临着被淘汰的趋势，尤其美国、欧盟等国家已严格禁止六价铬电镀的使用。

为了取代重污染六价铬电镀，实现清洁生产，保护生态环境及人们的身体健康，作为代替铬镀层的二元或三元合金镀液，具有优良的耐腐蚀和耐磨性能，同时具备六价铬电镀所特有的外观白亮、硬度高和耐磨性好的优异性能，但由于镀层的内应力高，脆性大，当镀层较厚时则易产生裂纹。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种稀土—镍—钴—硼多元合金防腐耐磨镀层、电镀液及其制备方法，该合金防腐耐磨镀层外观光亮、平整、无裂纹、孔隙率极低，且硬度高、结合力强、防腐耐磨性能好，具有较强的综合机械性能；制备方法操作简单，节能环保、清洁生产，而且电流效率高。

本发明的技术解决方案是：

一种稀土—镍—钴—硼多元合金防腐耐磨镀层，其特殊之处在于：

镀层为非晶态夹杂纳米晶结构，显微硬度为HV700～HV1300；钴在镀层中的质量含量为1wt%～40wt%，硼0.1wt%～1.5wt%，余量为镍及微量稀土。

上述的稀土—镍—钴—硼多元合金防腐耐磨镀层，所述的镀层显微硬度为HV1150～HV1300。

一种稀土—镍—钴—硼多元合金防腐耐磨电镀液，其组成如下：

硫酸镍                        180～250g/L；

硫酸钴                        20～50g/L；

氯化镍                        30～60g/L；

二甲基胺硼烷             2～4g/L；

硼酸                             30～50g/L；

稀土                            0.001～2g/L；

酒石酸钠                     3～5g/L； 

柠檬酸钠或柠檬酸      10～30g/L；

加去离子水定容。

一种稀土—镍—钴—硼多元合金防腐耐磨电镀液的制备方法，其具体步骤是：

将650ml去离子水加热至50℃～60℃，加入180g～250g硫酸镍，20g～50g硫酸钴，30g～50g硼酸和30g～60g氯化镍，充分搅拌至完全溶解；将所得溶液用氨水或稀硫酸调节PH=4～5，加入柠檬酸钠或柠檬酸10g～30g，酒石酸钠3g～5g，充分搅拌，制得混合液Ⅰ；取0.001g～2g稀土，酸化后加入混合液Ⅰ中，充分搅拌，制得混合液Ⅱ；取2g～4g二甲基胺硼烷，用50%氨水调PH=10，加入混合液Ⅱ中，加去离子水至1L，并充分搅拌，即制得稀土—镍—钴—硼多元合金防腐耐磨电镀液。

上述的稀土—镍—钴—硼多元合金防腐耐磨电镀液的制备方法，酸化时先用去离子水将稀土调成糊状，再加入稀硫酸或稀盐酸充分搅拌至溶液澄清。

上述的稀土—镍—钴—硼多元合金防腐耐磨电镀液的制备方法，所述的稀土为La₂O₃、Sm₂O₃或Ce₂O₃。

本发明中电镀液制备方法在镀液中同时加入了胺硼烷和稀土元素，胺硼烷可以与Ni、Co共沉积并形成纳米晶体及非晶体结构；而稀土元素添加剂可降低沉积层内应力，增加耐蚀性，溶液中不含有毒盐类和极难降解的添加剂，节能环保、清洁生产，且制备方法操作简单，而且电流效率高。用该镀液施镀得到的镀层外观光亮、平整、无裂纹、孔隙率极低；镀态硬度HV700～HV860，经过热处理后镀态硬度可达HV1000～HV1300；镀层与基材的结合力好，对硫酸、盐酸、硫化氢具有很好的耐腐蚀性和耐磨性；可广泛应用于机械零部件的表面处理。

附图说明

图1是本发明的稀土—镍—钴—硼多元合金镀层镀态1K倍的SEM图；

图2是本发明的稀土—镍—钴—硼多元合金镀层镀态3K倍的SEM图；

图3是本发明的稀土—镍—钴—硼多元合金镀层镀态10K倍的SEM图；

图4是本发明的稀土—镍—钴—硼多元合金镀层镀态20K倍的SEM图；