【技术实现步骤摘要】
一种新型梯度结构镍磷合金及其制备方法
本专利技术涉及金属材料
，具体而言，涉及一种新型梯度结构镍磷合金及其制备方法。
技术介绍
梯度结构金属材料表现出的一系列特性为新材料设计及发展新加工工艺创造了机遇。目前，梯度结构金属材料可以通过塑性变形、热处理及电沉积等方法获得。其中，电沉积法可针对梯度结构的分布形式进行精确控制，并且试样的尺寸理论上不受限制。专利文献CN104862748A公布了一种晶粒尺寸梯度结构金属镍及其可控制备方法。此方法通过连续调控电流密度和添加剂糖精钠浓度，实现了晶粒尺寸梯度结构金属镍的可控制备。但是，该方法针对的是纯金属镍，其工业应用范围相对较窄。此外，对于如化学成分梯度与相梯度等梯度结构类型的制备与控制，该方法也尚未涉及。相较于纯金属镍，镍基合金具有更广泛的工业应用背景。例如，均质纳米结构或非晶结构镍磷(Ni-P)合金因其具备优异的耐蚀性能，高硬度以及高耐磨性等，广泛应用于机械化工设备的耐蚀构件及其他仪器精密结构件等方面。然而，在高速、重载等严苛工况下，均质纳米结构或非晶结构Ni-P合金因其...
【技术保护点】
1.一种新型梯度结构镍磷合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：采用电化学沉积方式，以镍为消耗性阳极，通过控制电流密度随时间的变化以及电镀液中添加剂的浓度随时间的变化，在直流电流的作用下沉积形成所述梯度结构镍磷合金；/n电流密度随时间的变化主要是：随沉积时间的增加，所述电流密度由20-40mA/cm
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
1.一种新型梯度结构镍磷合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：采用电化学沉积方式，以镍为消耗性阳极，通过控制电流密度随时间的变化以及电镀液中添加剂的浓度随时间的变化，在直流电流的作用下沉积形成所述梯度结构镍磷合金；
电流密度随时间的变化主要是：随沉积时间的增加，所述电流密度由20-40mA/cm2逐步增加至60-100mA/cm2；
所述添加剂包括糖精或其钠盐、亚磷酸和次亚磷酸钠；
优选地，添加剂包括糖精钠、亚磷酸和次亚磷酸钠；
所述添加剂的浓度随时间的变化主要是：随沉积时间的增加，所述亚磷酸和所述次亚磷酸钠的浓度从0-0.5g/L分别增加至5-10g/L和5-20g/L，所述糖精钠的浓度由0.5-0.6g/L增加至15-16g/L。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述电流密度按以下阶段进行增加：
第一阶段：控制所述电流密度在电化学沉积开始的1-1.5h内为20-40mA/cm2范围内的恒定值；
第二阶段：在第一阶段结束后的3-3.5h内将所述电流密度由第一阶段的恒定值逐渐增大至45-55mA/cm2；
第三阶段：在第二阶段结束后的1.5-1.7h内将所述电流密度由45-55mA/cm2增大至80-90mA/cm2，随后以80-90mA/cm2的电流密度沉积0.5-0.6h；
优选地，所述第二阶段及所述第三阶段中所述电流密度的增大均为均匀增大。
3.根据权利要求1所述的制备方法，随沉积时间的增加，所述次亚磷酸钠的浓度在电化学沉积开始的4-5h内为0g/L，在之后的1.5-1.7h内调节至7.5g/L并保持至沉积结束；
优选地，随沉积时间的增加，所述次亚磷酸钠的浓度在电化学沉积开始的4-5h内为0g/L，在之后的1.5-1.7h内匀速调节至7.5g/L并保持至沉积结束。
4.根据权利要求1所述的制备方法，所述糖精钠的浓度按以下阶段进行增加：
A阶段：控制所述糖精钠的浓度在电化学沉积开始的1-1.5h内恒定为0.5-0.6g/L；
B阶段：在A阶段结束后的3-3.5h内将所述糖精钠的浓度由0.5-0.6g/L增大至7-8g/L；
C阶段：在B阶段结束后的1.5-1.7h内将所述糖精钠的浓度由7-8g/L增大至15-16g/L并保持至沉积结束；
优选地，所述B阶段及所述C阶段中所述糖精钠的浓度均为匀速增大。
技术研发人员：林研，王海燕，张宇鹏，
申请(专利权)人：广东省焊接技术研究所广东省中乌研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44
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