[发明专利]一种高耐磨复合电镀活塞环及其制备方法

摘要

一种新型高耐磨复合电镀活塞环，包括钢基体，所述钢基体表面依次设置铜层、镍层以及纳米钻石烯/铬复合层。同时本发明还进一步公开了复合电镀活塞环的制备方法。本发明设置的铜镀层与钢基体、镍镀层均有很好的结合力，并起到耐腐蚀的效果；采用的纳米钻石烯硬度高、耐磨性强，与铬复合后可显著提高复合镀层的强度及耐磨性，延长活塞环的使用寿命；采用的纳米钻石烯导热性良好且具有耐高温性，使得混合气体燃烧产生的热量很快就可以通过活塞环传递到气缸壁，降低活塞环的温度，延长其使用寿命；设置的纳米钻石烯/铬复合镀层润滑性良好，摩擦系数低，发动机功率提高，油耗降低。

主权项

1.一种高耐磨复合电镀活塞环的制备方法，所述高耐磨复合电镀活塞环包括钢基体，所述钢基体表面依次设置铜层、镍层以及纳米钻石烯/铬复合层，其特征在于，包括以下步骤：1）原料前处理：包括对钢基体和纳米钻石烯原材料的处理；所述钢基体前处理为对钢基体的抛光、去污处理；所述纳米钻石烯原材料前处理为对纳米钻石烯的碱洗、活化后烘干处理；2）电镀铜层：将前处理后的钢基体以挂件形式放入镀液中电镀，钢基体为阴极，铜板为象形阳极，阴阳两极分别接电源的两极，阴阳两极通过镀液连接，电镀时镀液处于搅拌状态，搅拌频率为35～40KHz；镀液温度为20～40℃，电流密度J为1～6A/dm2；所述电镀铜镀液各组成含量为：CuSO4·5H2O 180～220g/L、密度为1.84g/cm3 H2SO4 40～90g/L、Cl‑140～120mg/L、BH‑533A 0.2～0.4ml/L、BH‑533B 0.2～0.4ml/L、BH‑533C 4～6ml/L；3）清洗：将电镀铜层的钢基体以挂件形式置于去离子水清洗，旋转挂件，转速为20～30rpm，清洗时间为1～5min，重复清洗两次即可将残留的镀液清除；4）表面活化：将清洗后的电镀铜层的钢基体以挂件形式置于浓度为10g/L氨基磺酸溶液的活化液中，挂件旋转，旋转转速为5～10rpm，活化时间为5s～30s；5）清洗：活化后，以挂件形式置于清洗槽中，旋转挂件，转速为20～30rpm，清洗时间为30s～2min；6）电镀镍层：电镀镍镀液的各组成含量为：Ni (SO3NH2)2 400～600 g/L、NiCl2 12～18 g/L、H3BO3 30～40 g/L、SDS(十二烷基硫酸钠) 0.1～0.2 g/L、糖精 0.6～1 g/L、1,4‑丁炔二醇 0.3～0.5 g/L；镀液温度为55℃～60℃，pH值为3.9～4.1，电流密度J为1～3A/dm2，待镀件为阴极，镍板为象形阳极，阳极外部用耐酸碱布包裹，电镀时镀液处于搅拌状态，搅拌频率为35～40KHz；7）清洗：电镀镍结束后用去离子水进行冲洗，将电镀镍层的钢基体以挂件形式放入清洗槽中，旋转挂件，转速控制在20～30rpm，清洗时间为1～5min，清洗两次，即可将残留的镀液清洗干净；8）表面活化：将清洗干净的电镀镍层的钢基体以挂件形式放入浓度为500～700g/LH2SO4溶液活化液中，温度为40℃～60℃，挂件旋转，旋转转速为5～10rpm，活化时间为5s～30s；9）清洗：将电镀镍层的钢基体以挂件形式置于去离子水中并旋转挂件，转速为20～30rpm，清洗时间为30s～2min；10）电镀纳米钻石烯/铬复合层：先按以下配方配铬镀液：CrCl3 100～140g/L、HCOOK 60～100g/L、NaAC 30～35 g/L、H3BO3 40～60 g/L、NH4Cl 50～60 g/L、KCl 70～80 g/L、NH4Br 10～20 g/L、SDS(十二烷基硫酸钠) 20mg/L、CMC(羧甲基纤维素钠) 0.2g/L、纳米钻石烯 10～40 g/L，制得纳米钻石烯/铬镀液，镀液温度为15～30℃，pH为1～3，电流密度J为8～16A/dm2，镀液搅拌转速为50～150rpm，电镀镍层的钢基体为阴极，铅锑合金为象形阳极，电镀时间控制在30min～2h。