一种用于支座的多元合金镀层球冠的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于支座的多元合金镀层球冠的制备方法，步骤为：a.球面抛光硬化处理：球冠在进行精加工到设计尺寸时，其中球面径向尺寸预留量为0.01‑0.1mm，再将球面通过摆碾滚压工具施加压力或采用豪克能刀具加工至设计尺寸，得到经过抛光硬化处理的球面；b.球冠表面多元合金镀层处理：包括将球面经过抛光硬化处理的球冠经表面抛光、化学除油、水洗、酸洗、水洗、活化、水洗、化学镀、水洗、干燥、除氢后得到镀有多元合金镀层的球冠；c.球冠镀后热处理。本发明专利技术在普通钢球冠上通过对球面进行抛光滚压，使得球面材料致密，再用化学镀的方式将Ni、Cu、P等合金元素附着在整个球冠表面，使得球面具有较强耐磨性及非常优异的耐腐蚀性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及桥梁、建筑支座
，具体地指一种用于支座的多元合金镀层球冠的制备方法。
技术介绍
支座作为桥梁、建筑等的构件产品，需满足与桥梁、建筑等同等寿命的需求。作为承上启下的关键部件，它能将上部结构的反力和变形(位移和转角)可靠的传递给下部结构。现有支座结构大体相同，如支座公开号为CN 204703058 U的技术专利公开的一种铝合金球冠支座。支座通常包括位于上部结构底部并与上部结构固定连接的上支座板、位于下部结构顶部并与下部结构固定连接的下支座板，在下支座板和上支座板之间设置球冠，球冠顶面与上支座板底面为球面配合，球冠底面与下支座板顶面为平面配合。根据支座的工作原理，球冠需承受上部结构的荷载，并通过自身的位移与球面的转动来释放结构的位移及转角。因此，球冠球面需要具有较高的耐磨性，整个结构需要具有较高的耐腐蚀性，现在厂家处理方法为：将球面采用焊接镜面不锈钢板或镀铬、其余面采用镀锌或油漆的方法，均存在一定程度的缺陷，无法满足市场需求。焊接镜面不锈钢板工艺缺点：包覆不锈钢需要有专用的工装进行压制弧面不锈钢，同时焊接时需要用压力机将不锈钢与弧面压紧，但也难以避免不锈钢脱空，焊接时受焊点等影响，大大降低了镜面不锈钢的表面光洁度及耐磨性。镀铬工艺缺点：环境污染大；价格高；镀前对表面光洁度要求很高，而且镀后还要再加工；镀层不均匀、易脱落，质量难以保证；显微镜下显示，镀层表面有很多的破裂纹路状的圆顶形突出物，所
以铬层防止腐化侵蚀的特性比较差，使用寿命短。热镀锌工艺缺点：热镀锌是将除锈后的钢件浸入500℃左右融化的锌液中，使钢构件表面附着锌层，从而起到防腐的目的。该工艺过程产生的金属蒸汽，有害气体，粉尘等对环境污染较大。油漆防护的缺点：表面一旦有小的锈斑，锈斑与其余油漆形成“阳极”与“阴极”，进一步加速锈蚀；油漆耐磨性差，球冠为受力部件，而油漆粘结力低，受力后容易脱落被破坏；使用寿命有限，不能满足球冠长寿命需求。因此，鉴于上述现有技术存在的缺陷，迫切需要开发出一种既能满足球冠球面的耐磨性和耐腐蚀性、又能满足其余面的耐腐蚀性、寿命长、工艺简单、环境友好的支座球冠制备方法。
技术实现思路
本专利技术的目的就是要解决上述
技术介绍
的不足，提供一种既能满足球冠球面的耐磨性和耐腐蚀性、又能满足其余面的耐腐蚀性、寿命长、工艺简单、环境友好、用于支座的多元合金镀层球冠的制备方法。本专利技术的技术方案为：一种用于支座的多元合金镀层球冠的制备方法，其特征在于，步骤为：a.球面抛光硬化处理球冠在进行精加工到设计尺寸时，其中球面径向尺寸预留量为0.01-0.1mm，再将球面通过摆碾滚压工具施加压力或采用豪克能刀具加工至设计尺寸，得到经过抛光硬化处理的球面；b.球冠表面多元合金镀层处理多元合金镀层处理包括将球冠表面抛光、化学除油、酸洗、活化后，进行化学镀：在PH＝7.5-9.5，温度70-90℃的合金镀液中施镀10-60min，所述合金镀液中包含以下浓度的各组分，硫酸镍30-40g/L、硫酸铜0.1-0.4g/L、柠檬酸钠20-30g/L、次磷酸钠20-30g/L；再经干燥除氢后得到镀有多元合金镀层的球冠；c.将镀有多元合金镀层的球冠进行热处理。优选的，步骤a中经过抛光硬化处理的球面达到粗糙度Ra0.08～Ra2.4、硬度比原球面硬度高15～50％。优选的，步骤b中球冠化学镀工艺为：在PH＝8-9，温度80-88℃的合金镀液中施镀30-50min，所述合金镀液中包含以下浓度的各组分，硫酸镍30-34g/L、硫酸铜0.1-0.18g/L、柠檬酸钠20-24g/L、次磷酸钠20-24g/L。优选的，步骤b中球冠化学除油工艺为：60℃-80℃下在含有氢氧化钠20-30g/L、碳酸钠30-40g/L、磷酸钠30-40g/L的碱液中浸入处理5-10min；球冠一次或多次反复浸入至表面的油除净。优选的，步骤b中球冠酸洗工艺为：室温下在盐酸和水体积比1:1-3组成的酸洗液中，洗20-600秒至球冠表面无锈。酸洗液中的盐酸指市售质量分数36-38％的浓盐酸。优选的，步骤b中球冠活化工艺为：室温下在硫酸和水体积比1:9-12组成的活化液中，活化1-5min至球冠表面有大量细小均匀气泡溢出。活化液中的硫酸指市售质量分数98％的浓硫酸。优选的，步骤b中球冠除氢工艺为：200℃下保持1h。优选的，步骤c中将镀有多元合金镀层的球冠在400℃以上的温度热处理，保温1-3小时。本专利技术的有益效果为：1.经过摆碾滚压工具或豪克能刀具加工的球冠，表层得到强化极限强度和屈服点增大，其使用性能、抗疲劳强度、耐磨性和耐腐蚀性都有明显的提高。经过处理后，硬度可提高15～50％，而耐磨性提高15％～50％，表面粗糙度从Ra6.3提高到Ra2.4～Ra0.08。2.球冠多元合金镀层是利用次亚磷酸盐作还原剂，使镍离子和铜离子还原成镍和铜原子，次磷酸盐析出磷，因而在具有催化表面的镀件上获得Ni-Cu-P合金的沉积层，多元合金镀层相比普通单组分镀层具有更均匀致密、更高的耐蚀性及更优良的耐磨性。结合抛光硬化前处理，在内部硬度和表面光滑度大幅度提升后进行多元合金化合镀，增加了镀层与基体结合力的同时也再次提高其耐磨性和
防腐蚀性。多元合金镀层其有关化学反应方程式如下：镍沉积反应：H2PO2-+Ni2++H2O→Ni+H2PO3-+2H+铜沉积反应：H2PO2-+Cu2++H2O→Cu+H2PO3-+2H+磷沉积反应：3H2PO2-+2H+→2P+H2PO3-+3H2O副反应：H2PO2-+H2O→H2PO3-+H2。3.本专利技术在普通钢球冠上通过对球面进行抛光滚压，使得球面材料致密，再用化学镀的方式将Ni、Cu、P等合金元素附着在整个球冠表面，使得球面具有较强耐磨性及非常优异的耐腐蚀性。该多元合金镀层球冠可应用于各类球型钢支座，各类摩擦摆支座，各类柱面支座等等。4.将本专利技术的球冠用于桥梁、建筑支座，其球面硬度及粗糙度均能满足耐磨性能和光滑性能，使球冠球面与上支座板底面配合良好；整体镀上致密的Ni-Cu-P合金镀层后，整个球冠耐腐蚀性良好且由于合金镀层与基体良好的结合力，使球冠底面在即使在与下支座板受力的情况下镀层不会脱落，球冠使用寿命大大增加。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明。实施例1本专利技术多元合金镀层球冠的制备方法的具体步骤为：a.球面抛光硬化处理球冠在进行精加工到设计尺寸时，其中球面径向尺寸预留量为0.01mm，再将球面通过摆碾滚压工具施加压力或采用豪克能刀具加工至设计尺寸(本实施例优选摆碾滚压工具施加压力加工球面至设计尺寸)，得到经过抛光硬化处理的球面；b.球冠表面多元合金镀层处理多元合金镀层处理包括将球面经过抛光硬化处理的球冠经表面抛光、化学除油、水洗、酸洗、水洗、活化、水洗、化学镀、水洗、干燥、除氢后得到镀有多元合金镀层的球冠；其中：化学除油为：在60℃含有氢氧化钠20g/L、碳酸钠30g/L、磷酸钠30g/L的碱液中浸入处理5min；球冠一次或多次反复浸入至表面的油除净为止，油除净的标准是基体表面达到完全润湿状态，能形成均匀水膜，无挂珠；酸洗为：在盐酸(市售质量分数36-38％的浓盐酸)和水体积比1:1组成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于支座的多元合金镀层球冠的制备方法，其特征在于，步骤为：a.球面抛光硬化处理球冠在进行精加工到设计尺寸时，其中球面径向尺寸预留量为0.01‑0.1mm，再将球面通过摆碾滚压工具施加压力或采用豪克能刀具加工至设计尺寸，得到经过抛光硬化处理的球面；b.球冠表面多元合金镀层处理多元合金镀层处理包括将球冠表面抛光、化学除油、酸洗、活化后，进行化学镀：在PH＝7.5‑9.5，温度70‑90℃的合金镀液中施镀10‑60min，所述合金镀液中包含以下浓度的各组分，硫酸镍30‑40g/L、硫酸铜0.1‑0.4g/L、柠檬酸钠20‑30g/L、次磷酸钠20‑30g/L；再经干燥除氢后得到镀有多元合金镀层的球冠；c.将镀有多元合金镀层的球冠进行热处理。

【技术特征摘要】
1.一种用于支座的多元合金镀层球冠的制备方法，其特征在于，步骤为：a.球面抛光硬化处理球冠在进行精加工到设计尺寸时，其中球面径向尺寸预留量为0.01-0.1mm，再将球面通过摆碾滚压工具施加压力或采用豪克能刀具加工至设计尺寸，得到经过抛光硬化处理的球面；b.球冠表面多元合金镀层处理多元合金镀层处理包括将球冠表面抛光、化学除油、酸洗、活化后，进行化学镀：在PH＝7.5-9.5，温度70-90℃的合金镀液中施镀10-60min，所述合金镀液中包含以下浓度的各组分，硫酸镍30-40g/L、硫酸铜0.1-0.4g/L、柠檬酸钠20-30g/L、次磷酸钠20-30g/L；再经干燥除氢后得到镀有多元合金镀层的球冠；c.将镀有多元合金镀层的球冠进行热处理。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤a中经过抛光硬化处理的球面达到粗糙度Ra0.08～Ra2.4、硬度比原球面硬度高15～50％。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤b中球冠化学镀工艺为：在PH＝8-9，温度80-88℃的合金镀液中施镀30-5...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴成亮，仝强，闫蕾蕾，程为，
申请(专利权)人：武汉鑫拓力工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42