The invention discloses a method for improving the mechanical properties of composite coatings by particle jet electrodeposition. By adding urea additives in the electrolyte, the polarity of surface charge of nanoparticles can be increased by acting with the co-deposited nanoparticles, so that the nanoparticles have a tendency of self-dispersion, weaken the agglomeration effect, and are advantageous to migration, transmission and easy capture to the cathode surface, thereby improving the polarity of surface charge of nanoparticles. High nanoparticle composition and homogeneity.
【技术实现步骤摘要】
一种用于提高微粒射流电沉积复合镀层力学性能的方法
本专利技术涉及一种用于提高微粒射流电沉积复合镀层力学性能的方法。
技术介绍
先进表面工程
,电沉积技术是最有应用前景的低成本涂层制作方法之一,具有工艺简单、操作方便、镀层种类多等优点,对于薄壁零件和损伤量较小零件的修复具有其它技术(如堆焊、激光、喷涂等)无法比拟的优势。不过用于沉积的单一元素基本上如铜、镍等金属,硬度、抗拉强度、抗蠕变强度低,对于被修复对象性能恢复效果较差。为了获得高性能的修复涂层,通常可采取复合电沉积的方式,即在电解液中添加纳米增强相颗粒,如纳米氧化铝和碳化硅颗粒,与金属离子共沉积在被修复材料表面,形成纳米复合镀层。由于纳米复合镀层包含有性能优异的纳米颗粒,因此产生的修复涂层具有良好的综合性能,可显著提高镀层硬度、耐磨性、耐腐蚀性以及沉积的均匀性等。不过,纳米颗粒的团聚问题成为了当前纳米复合镀层制备工艺亟待解决的难题。因为添加在电解液中的纳米颗粒粒径极小,一般仅为30纳米左右,因此具有极高的表面活性能,为了降低能量纳米颗粒通常具有团聚在一起的倾向。因此造成了两个负面影响:一是形成了纳米团聚体,增大了颗粒体积,阻碍了纳米颗粒在电解液中向阴极迁移,从而降低了镀液中纳米颗粒在复合镀层中的复合量;二是纳米颗粒团聚体不利于复合的纳米颗粒在镀层中的均匀分布。这在一定程度上削弱了纳米颗粒赋予复合镀层的性能。为解决纳米复合电沉积这一问题,研究人员尝试采取许多辅助方法削弱纳米团聚倾向,促进纳米颗粒的分散和均匀分布。这主要包括机械搅拌和超声波振荡等方式。化学方法在解决纳米颗粒的团聚的同时也引入了对镀层性 ...
【技术保护点】
1.一种用于提高微粒射流电沉积复合镀层力学性能的方法,其特征在于,包括如下步骤: 1)待修复基体材料表面预处理工艺:先用400目金相砂纸打磨待修复材料表面,去除其氧化层,再以800‑1200目金相砂纸渐进式研磨、抛光;将打磨后的材料用35g/L NaOH溶液进行清洗,表面脱脂除油:然后用10%的浓硫酸及10%硝酸混合酸进行活化处理;蒸馏水清洗干净、晾干备用;2)复合电解液配置成分,电解液的成分包括:五水硫酸铜,浓硫酸,尿素,粒径为35纳米的Al2O3;3)复合电解液的预处理方法,在电沉积前先将复合电解液超声搅拌,然后以1000转/分钟速度机械搅拌,减小纳米颗粒的团聚效应使其均匀分散,同时使尿素分子与纳米三氧化二铝颗粒充分接触,促进纳米颗粒表面的正电荷极性;此时电解液温度由恒温水浴控制在60℃,以保证尿素分子在此温度具有较好的活性,发挥其作用;4)射流电沉积时使用的优化工艺参数:矩形喷嘴口径10×1mm,喷嘴与基体距离为5mm,采用直流电流,电流密度为350A/dm2,电解液流速250L/h,扫描层数800层,扫描速度1000mm/分钟,沉积时间30分钟;5)沉积过程中,始终保持超声搅拌 ...
【技术特征摘要】
1.一种用于提高微粒射流电沉积复合镀层力学性能的方法,其特征在于,包括如下步骤:1)待修复基体材料表面预处理工艺:先用400目金相砂纸打磨待修复材料表面,去除其氧化层,再以800-1200目金相砂纸渐进式研磨、抛光;将打磨后的材料用35g/LNaOH溶液进行清洗,表面脱脂除油:然后用10%的浓硫酸及10%硝酸混合酸进行活化处理;蒸馏水清洗干净、晾干备用;2)复合电解液配置成分,电解液的成分包括:五水硫酸铜,浓硫酸,尿素,粒径为35纳米的Al2O3;3)复合电解液的预处理方法,在电沉积前先将复合电解液超声搅拌,然后以1000转/分钟速度机械搅拌,减小纳米颗粒的团聚效应使其均匀分散,同时使尿素分子与纳米三氧化二铝颗粒充分接触,促进纳米颗粒表面的正电荷极...
【专利技术属性】
技术研发人员:范晖,赵阳培,王善奎,田宗军,黄因慧,
申请(专利权)人:江苏师范大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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