本发明专利技术一种在不锈钢上化学镀Ni‑P‑PTFE复合涂层前的预镀镍处理方法，包括一个超声波清洗的步骤；一个采用除油溶液对基体进行除油的步骤，一个酸洗活化的步骤；一个利用电镀对基体进行闪镀镍，得到预镀镍层的步骤；控制电镀电流密度为3.3A/dm2，沉积时间为6min，得到预镀镍层，预镀镍过程中镀液的PH值控制在3.5‑4.5，镀液温度为常温，通过本发明专利技术的预镀镍前处理技术后化学镀得到Ni‑P‑PTFE复合涂层的最小摩擦系数可达0.15，由于预镀镍层能够提供化学镀Ni‑P层、Ni‑P‑PTFE复合涂层所需要的沉积条件，使得Ni‑P‑PTFE复合涂层的性能进一步强化。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于冶金领域，涉及一种金属的表面处理方法，具体来是一种在不锈钢上化学镀Ni-P-PTFE复合涂层前的预镀镍处理方法。
技术介绍
目前，将聚四氟乙烯(PTFE)微粒共沉积到化学镀Ni-P涂层中是应用最广泛的，PTFE具有很好的化学稳定性、优异的不粘性以及耐高低温性能，尤其是该材料与其他聚合物相比具有最低的摩擦因数（摩擦因数约为0.05）而得到重视，由于PTFE固体润滑膜具有自润滑和减磨功能，因而大大提高了零部件的使用寿命和整机的工作效率，减少了维修麻烦。因此，利用化学镀制备的Ni-P-PTFE复合涂层具有广泛的应用市场。针对化学镀Ni-P-PTFE复合涂层的工艺研究，尽管目前国内外已有大量的研究文发表，但其施镀工艺没有在工业生产中大规模应用，其中关键的原因之一就是基材的前处理工艺问题。因为化学镀镍磷对各种不同金属基体的适应性不同，金属基体在化学镀镍磷溶液的活性也不相同。关于易钝金属上的化学镀镍磷的前处理工艺，已有一些学者进行了探索、研究。高岩等研究了铝基化学镀Ni-P前处理工艺对镀层结合力的影响，雷鸣等研究了前处理工艺对铝基金属化学镀镍磷层结合力的影响；郑臻等研究了前处理工艺对镁基金属表面化学镀镍磷层结合力的影响；章明研究了增强不锈钢镀银层结合力的方法。然而，针对前处理工艺对Ni-P-PTFE复合涂层结合强度、表层硬度以及表面摩擦磨损性能的研究还是不多见。然而，在不锈钢化学镀Ni-P-PTFE的前处理工艺中，预镀镍层的处理技术是最关键的，预镀镍层的好坏直接影响接下来的Ni-P-PTFE涂层沉积的好坏。
技术实现思路
针对现有技术中的上述技术问题，本专利技术提供了一种在不锈钢上化学镀Ni-P-PTFE复合涂层前的预镀镍处理方法，所述的这种在不锈钢上化学镀Ni-P-PTFE复合涂层前的预镀镍处理方法要解决现有技术中在不锈钢上的预镀镍前处理方法的工艺不佳，从而影响Ni-P-PTFE涂层沉积的技术问题。本专利技术提供了一种在不锈钢上化学镀Ni-P-PTFE复合涂层前的预镀镍处理方法，包括如下步骤：1)包括一个超声波清洗的步骤，将不锈钢基材放入丙酮溶液中，采用超声波清洗、除油，获得洁净的基体表面；2)包括一个采用除油溶液对基体进行除油的步骤，所述的除油溶液由NaOH、Na2CO3 、Na3PO4 组成，所述的NaOH 的浓度为60-80g/L，Na2CO3的浓度为20-60g/L，Na3PO4的浓度为15-30g/L，余量为水，将不锈钢基材浸入除油溶液中，加热到70-80℃，除油时间为10-15min，使得基体表面的油污被除尽；3)还包括一个酸洗活化的步骤，在一个容器中加入体积分数为40%-60%的盐酸溶液，将经过除油的不锈钢基体浸泡在盐酸溶液中进行酸洗活化，溶液温度为常温，浸泡时间为3-5min，使得不锈钢基体表面的氧化层被除去，得到完全暴露的不锈钢基材；4)还包括一个利用电镀对基体进行闪镀镍，得到预镀镍层的步骤；在除油、酸洗活化后的不锈钢基材表面上电镀镍，控制电镀电流密度为3.3A/dm2，沉积时间为6min，得到预镀镍层，预镀镍过程中镀液的PH值控制在3.5-4.5，镀液温度为常温。进一步的，所述的不锈钢基材是304不锈钢，长为30mm，宽为25mm，厚度为0.5mm。进一步的，在步骤（1）中，超声过程中，超声波清洗仪的功率设置为90w，时间设置为30min。本专利技术是一种在不锈钢上化学镀Ni-P-PTFE复合涂层前的预镀镍处理方法，化学镀Ni-P-PTFE复合涂层后的不锈钢由内之外依次为基体、预镀镍层、Ni-P层和Ni-P-PTFE复合涂层，预镀镍层是为接下来的Ni-P层、Ni-P-PTFE复合涂层创造了有利的的沉积条件。在上述所得的预镀镍层上采用化学镀，控制Ni-P镀液温度为88℃，PH值为4.8，施镀15min得到Ni-P层；控制Ni-P-PTFE镀液温度为80℃，PH值为4.8，在Ni-P层上继续施镀30min得到Ni-P-PTFE层。完成后就得到完整的Ni-P-PTFE复合涂层。本专利技术的一种在不锈钢上化学镀Ni-P-PTFE复合涂层前的预镀镍前处理方法，采用了电镀的方法制备，特别是当电镀的电流密度为3.3A/dm2，预镀镍层的沉积时间为6min得到的预镀镍层，使得接下来的制备的Ni-P-PTFE复合涂层更加致密、均匀。为了更好地控制掌握预镀镍层的处理技术，我们首先控制预镀镍层的沉积时间不变，改变预镀镍过程中的电流密度制备不同复合涂层，然后控制电流密度不变，改变沉积时间制备不同的复合涂层，最后对不同条件下的复合涂层进行表征分析，从而更好地掌握预镀镍处理技术，使不锈钢化学镀Ni-P-PTFE复合涂层工艺得到进一步优化，更好的广泛应用在工业生产上。本专利技术和已有技术相比，其技术进步是显著的，本专利技术采用预镀镍前处理技术，使得后续制备出具有优良的摩擦磨损性能和表面均匀的Ni-P-PTFE复合涂层，Ni-P-PTFE复合涂层的其最小摩擦系数可达0.15，由于预镀镍层能够提供化学镀Ni-P层、Ni-P-PTFE复合涂层所需要的沉积条件，使得Ni-P-PTFE复合涂层的性能进一步强化。同时由于Ni-P-PTFE复合涂层的优良的自润滑性和抗腐蚀性能，该涂层可作为齿轮及其它服役耐磨工件的保护涂层，其制备方法具有工艺简单、沉积速度快、成本低、结合强度好等优点。与传统工艺相比，减少了工艺的复杂性，降低了生产成本，同时涂层的摩擦磨损性能得到了提高。附图说明图1是实施例2-5在预镀镍过程中沉积时间为6min，电流密度1.7A/dm2、3.3A/dm2、5.1A/dm2、和6.7A/dm2下所得的预镀镍层上化学镀Ni-P-PTFE复合涂层的XRD谱图。图2a是以预镀镍过程中的电流密度为1.7A/dm2、沉积时间为6min所得的预镀镍层上化学镀的Ni-P-PTFE复合涂层表面形貌SEM图。图2b是以预镀镍过程中的电流密度为3.3A/dm2、沉积时间为6min的所得的预镀镍层上化学镀的Ni-P-PTFE复合涂层表面形貌SEM图。图2c是以预镀镍过程中的电流密度为5.1A/dm2、沉积时间为6min所得的预镀镍层上化学镀的Ni-P-PTFE复合涂层表面形貌SEM图。图2d是以预镀镍过程中的电流密度为6.7A/dm2、沉积时间为6min所得的预镀镍层上化学镀的Ni-P-PTFE复合涂层表面形貌SEM图；图3是实施例2-5在预镀镍过程中沉积时间为6min，电流密度1.7A/dm2、3.3A/dm2、5.1A/dm2、和6.7A/dm2下所得的预镀镍层上化学镀的Ni-P-PTFE复合涂层外观图。图4是实施例2-5在预镀镍过程中沉积时间为6min，电流密度1.7A/dm2、3.3A/dm2、5.1A/dm2、和6.7A/dm2下所得的预镀镍层上化学镀的Ni-P-PTFE复合涂层的硬度和摩擦系数曲线图。图5是实施例6-9在预镀镍过程中电流密度为3.3A/dm2，沉积时间2min、4min、6min、和8min下所得的预镀镍层上化学镀的Ni-P-PTFE复合涂层的XRD谱图。图6a是以预镀镍过程中的电流密度为3.3A/dm2、沉积时间为2min所得的预镀镍层上化学镀的Ni-P-PTFE复合涂层本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种在不锈钢上化学镀Ni‑P‑PTFE复合涂层前的预镀镍处理方法，其特征在于包括如下步骤：1）包括一个超声波清洗的步骤，将不锈钢基材放入丙酮溶液中，采用超声波清洗、除油，获得洁净的基体表面；2）包括一个采用除油溶液对基体进行除油的步骤，所述的除油溶液由NaOH、Na2CO3 、Na3PO4 组成，所述的NaOH 的浓度为60‑80g/L，Na2CO3的浓度为20‑60g/L，Na3PO4的浓度为15‑30g/L，余量为水，将不锈钢基材浸入除油溶液中，加热到70‑80℃，除油时间为10‑15min，使得基体表面的油污被除尽；3）还包括一个酸洗活化的步骤，在一个容器中加入体积分数为40%‑60%的盐酸溶液，将经过除油的不锈钢基体浸泡在盐酸溶液中进行酸洗活化，溶液温度为常温，浸泡时间为3‑5min，使得不锈钢基体表面的氧化层被除去，得到完全暴露的不锈钢基材；4）还包括一个利用电镀对基体进行闪镀镍，得到预镀镍层的步骤；在除油、酸洗活化后的不锈钢基材表面上电镀镍，控制电镀电流为3.3A/dm2，沉积时间为6min，得到预镀镍层，预镀镍过程中镀液的PH值控制在3.5‑4.5，镀液温度为常温。
【技术特征摘要】
1.一种在不锈钢上化学镀Ni-P-PTFE复合涂层前的预镀镍处理方法，其特征在于包括如下步骤：1）包括一个超声波清洗的步骤，将不锈钢基材放入丙酮溶液中，采用超声波清洗、除油，获得洁净的基体表面；2）包括一个采用除油溶液对基体进行除油的步骤，所述的除油溶液由NaOH、Na2CO3 、Na3PO4 组成，所述的NaOH 的浓度为60-80g/L，Na2CO3的浓度为20-60g/L，Na3PO4的浓度为15-30g/L，余量为水，将不锈钢基材浸入除油溶液中，加热到70-80℃，除油时间为10-15min，使得基体表面的油污被除尽；3）还包括一个酸洗活化的步骤，在一个容器中加入体积分数为40%-60%的盐酸溶液，将经过除油的不锈钢基体浸泡在盐酸溶液中进行酸洗活化，溶液温度为...
【专利技术属性】
技术研发人员：李伟，汪鸿涛，董帅峰，
申请(专利权)人：上海理工大学，比尔安达上海润滑材料有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31
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