钛基防积垢镀层及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种钛基防积垢镀层及其制备方法，属于表面防护领域。它主要以钛或钛合金材料为基体，钛合金材料中钛的含量不低于９０ｗｔ％，其余量为铝和／或钒，在表面镀防积垢层，镀层主要成分为钌、钯、镍、钴及镧系元素，其含量的重量比为，钌∶钯∶镍∶钴∶镧系元素＝（０．２～０．７）∶（０．２～０．６）∶（０．１～０．６）∶（０．０５～０．１）∶（０．０５～０．３）。本发明专利技术的钛基防积垢镀层的防垢、防腐效果显著，解决了长期电加热装置表面积垢的难题，成为改善现有电加热装置性能，提高热效率的最佳途径。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种应用于钛基体上的防积垢镀层，尤其涉及用于防止电 加热装置与水接触的表面结垢保护方法。
技术介绍
目前电加热装置广泛应用于工业领域及人们日常生活，为生产及生活 带来较多便利。尤其近几年电热水器的产量明显增加，为生产厂家带来丰 厚利润。但电加热装置长期未能解决的问题是在使用过程中与水接触的 表面出现结垢现象，导致电加热装置使用寿命降低、导热慢等问题，造成 电加热装置整体使用性能下降，甚至损坏。为此各生产厂商对各种方式进 行研究，力求寻找解决方案。如采用不锈钢、铜材、搪瓷、高分子材料 等做为与水接触的表层，甚至在表面镀金，但均未达到理想效果，与水接 触表面结垢现象仍无法消除。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种钛基防积垢镀层，能够有效消除以钛或钛合 金为基体与水接触表面的结垢现象，改善工作环境，提高工作效率。本专利技术的钛基防积垢镀层的主要成分为钌、钯、镍、钴及镧系元素， 其含量的重量比为，钌钯镍钴镧系元素 =(0.2~0.7) :(0.2 0.6):(0,卜0.6):(0.05 0.1):(0.05 0.3)。上述的钛基防垢镀层中所包含的镧系元素为钐、钸、镝、镱。 上述的钛基防积垢镀层的基体材料为钛或钛合金，钛材的纯度不低于99wt%;钛合金材料中钛的含量不低于卯wt。/。，其余量为铝和/或钒。本专利技术中的钛基防积垢镀层在制备过程中，按防积垢镀层主要成分的 重量比例调配镀液，电镀液由氯钌酸、氯化钯、硫酸镍、硫酸钴、镧系稀 土盐、次磷酸钠、硼氢化钠混合形成，将被镀基材放入镀液中，升温至50~100°C，浸入时间20 90min，再经过退火处理，温度为300~680°C，在基材表面即得防积垢镀层。镀液中的镧系稀土盐可以为硝酸钐或氯化铈或硝酸镝或硝酸镱等。 镀液中次磷酸钠、硼氢化钠的重量为其他金属盐重量的1~1.9倍。 在镀液中还可添加稳定剂，如乳酸、柠檬酸或乙酸钠等。 本专利技术的钛基防积垢镀层能够与以钛或钛合金为基材的表面稳定结 合，既能提高防腐性能，又能够防止表面结垢，保证电加热装置的使用效 果。经过多次实验表明本专利技术的钛基防积垢镀层与不锈钢、铜材、搪瓷、 高分子材料等结合效果不理想，仅适用于钛或钛合金基材表面。 本专利技术的优点是1、 能够有效防止结垢，提高电加热装置的热效率，节电节能；2、 耐热性能好，适用温度可高达200'C;3、 适用范围广，能够适用于淡水、碱水、酸性水或含氯离子的水 等，对环境的要求低。本专利技术的钛基防积垢镀层适用于钛或钛合金基材的各种电加热装置 中，尤其适用于容积式的电热水器中。 具体实施例方式下面结合具体实施例对本专利技术的做进 一步说明。实施例1采用纯钛材为基材，纯度为99wt"/。，在其表面镀防垢层，在涂镀时， 将由氯钌酸、氯化钯、硫酸镍、硫酸钴、硝酸镱按一定量混合形成镀液， 镀液按形成防积垢镀层主要成分的重量比例进行配比，防积垢镀层中的主 要成分的重量比例为钌钯镍钴镱=0.2: 0.5: 0.1: 0.07: 0.2，镀液中 次磷酸钠、硼氢化钠的重量为其他金属盐重量的1倍。将镀液加热至50 t:后，将基材浸入进行化学镀，镀20分钟，形成防积垢镀层，再经退火 处理，温度控制为300'C，使防积垢镀层与基材的外表层有效牢固结合， 以达到最佳效果的防积垢镀层，有效防止钛材表面结垢及腐蚀。 实施例2采用钛合金材料为基材，其中含钛量为90wty。，余量为钒。在其表面 镀防垢层，采用方法与实施例l相似。将由氯钌酸、氯化钯、硫酸镍、硫 酸钴、硝酸钐、次磷酸钠、硼氢化钠按一定量混合形成镀液，其中还添加 少量乳酸。镀液按形成防积垢镀层的主要成分的重量比例进行配比，防积 垢镀层中的主要成分的重量比例为钌钯镍钴钐=0.5: 0.2: 0.4: 0.1: 0.05，镀液中次磷酸钠、硼氢化钠的重量为其他金属盐重量的1.3倍。在 施镀过程中，将镀液加热至70'C后，将基材浸入进行化学镀，镀40分钟， 形成防积垢镀层，再经退火处理，温度控制为45(TC，防积垢镀层与基材 外表层有效牢固结合，以达到最佳效果的防积垢镀层。在应用过程中本实 施例具有与实施例1同样的效果。实施例3采用钛合金材料为基材，其中含钛量为95wt。/。，余量为钒和铝。在其 表面镀防垢层。将由氯钌酸、氯化钯、硫酸镍、硫酸钴、氯化铈、次磷酸钠、硼氢化钠按一定量混合形成镀液，其中还添加少量柠檬酸。镀液按形 成防积垢镀层的主要成分的重量比例进行配比，防积垢镀层中的主要成分的重量比例为钌钯镍钴铈=0.7: 0.6: 0.6: 0.05: 0.3，镀液中次磷酸 钠、硼氢化钠的重量为其他金属盐重量的1.6倍。在施镀过程中，将镀液 加热至10(TC后，将基材浸入进行化学镀，镀60分钟，形成防积塘镀层， 再经退火处理，温度控制为520'C，使防积垢镀层与基材外表层有效牢固 结合。以达到最佳效果的防积垢镀层。在应用过程中本实施例具有与实施 例1同样的效果。 实施例4采用钛合金材料为基材，其中含钛量为98wt。/。，余量为铝。在其表面 镀防垢层。将由氯钉酸、氯化钯、硫酸镍、硫酸钴、硝酸镝、次磷酸钠、 硼氢化钠、乙酸钠按一定量混合形成镀液，其中还添加少量柠檬酸。镀液 按形成防积垢镀层的主要成分的重量比例进行配比，防积垢镀层中的主要 成分的重量比例为钌钯镍钴镝=0.6: 0.3: 0.5: 0.06: 0.1 ，镀液中次 磷酸钠、硼氢化钠的重量为其他金属盐重量的1.9倍。在施镀过程中，将 镀液加热至80'C后，将基材浸入进行化学镀，镀90分钟，再经退火处理, 温度控制为680'C，形成防积垢镀层，且防积垢镀层与基材外表层有效牢 固结合，以达到最佳效果的防积垢镀层。在应用过程中本实施例具有与实 施例1同样的效果。权利要求1、一种钛基防积垢镀层，其特征是所述的钛基体为钛或钛合金材料，钛合金材料中钛的含量不低于90wt％，其余量为铝和/或钒；镀层主要成分为钌、钯、镍、钴及镧系元素，其含量的重量比为，钌∶钯∶镍∶钴∶镧系元素＝(0.2～0.7)∶(0.2～0.6)∶(0.1～0.6)∶(0.05～0.1)∶(0.05～0.3)。2、 根据权利要求1所述的钛基防积垢镀层，其特征还在于钛材的纯 度不低于99wt%。3、 根据权利要求1所述的钛基防积垢镀层，其特征还在于镧系元素为钐、铈、镝、镱。4、 一种制备权利要求1所述的钛基防积垢镀层的方法，其特征是1) 镀液按镀层主要成分的重量比例进行配比，主要由氯钌酸、氯化钯、硫酸镍、 硫酸钴、镧系稀土盐、次磷酸钠、硼氢化钠混合形成；2)将镀液升温至50~100 °C，浸入基材，时间20 90min; 3)再经退火处理，温度控制为300~680°C; 4)取出，在外表层表面即得防积垢镀层。5、 根据权利要求4所述的钛基防积垢镀层的制备方法，其特征还在于:镀液中的镧系稀土盐可以为硝酸钐或氯化铈或硝酸镝或硝酸镱。6、 根据权利要求4所述的钛基防积垢镀层的制备方法，其特征还在于:镀液中次磷酸钠、硼氢化钠的重量为其他金属盐重量的1~1.9倍。7、 根据权利要求4所述的钛基防积垢镀层的制备方法，其特征还在于-在电镀液中还可添加稳定剂。8、 根据权利要求7所述的钛基防积垢镀层的制备方法，其特征还在于: 稳定剂为乙酸钠、乳酸或柠檬本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钛基防积垢镀层，其特征是：所述的钛基体为钛或钛合金材料，钛合金材料中钛的含量不低于９０ｗｔ％，其余量为铝和／或钒；镀层主要成分为钌、钯、镍、钴及镧系元素，其含量的重量比为，钌∶钯∶镍∶钴∶镧系元素＝（０．２～０．７）∶（０．２～０．６）∶（０．１～０．６）∶（０．０５～０．１）∶（０．０５～０．３）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李文祥，江小平，
申请(专利权)人：北京有色金属研究总院，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]