一种镍基合金复合镀工艺制造技术

本发明专利技术涉及化学镀技术领域，具体公开了一种镍基合金复合镀工艺，其包括如下步骤：S1除油：除去阀门球体表面的油污；S2酸洗：除去阀门球体表面的氧化皮；S3活化：将阀门球体浸入8‑10wt%硫酸溶液中，温度20‑30℃，浸泡10‑20s后置于水中，水温70‑80℃，浸泡15‑20min后取出；S4化学镀：将阀门球体浸入镍磷镀液中，温度60‑70℃，pH值为4.5‑4.9，时间30‑60min，取出后水洗、干燥；所述镍磷镀液包括如下含量的组分：20‑30g/L硫酸镍、20‑30g/L次磷酸钠、4‑6g/L硼酸、8‑15ml/L乳酸、6‑12g/L琥珀酸、10‑15g/L纳米金刚石粉、0.4‑0.8g/L氟化钾、10‑20mg/L十二烷基硫酸钠、1.2‑1.5g/L稳定剂、0.1‑0.2g/L稀土盐。本发明专利技术的复合镀工艺制得的镀层硬度高、耐磨性和耐蚀性优良，可满足阀门球体的使用需要。

【技术实现步骤摘要】
一种镍基合金复合镀工艺
本专利技术涉及化学镀技术的领域，更具体的说，它涉及一种镍基合金复合镀工艺。
技术介绍
球型阀门在石油化工、天然气及城市供热系统中应用较多，由于地质条件的特殊性，对球型阀门构成了化学和电化学共同作用的腐蚀源(H2S、CO、CO2、NO2、NH4等)。为提高球体的耐蚀性，球体表面需要进行镀镍。化学镀镍磷合金作为常用的镀层工艺，适用于铁件、钢件等，无毒环保且镀层耐蚀性好。由于化学镀镍磷合金晶态结构的特殊性，镀后为一种非晶态结构，所以镀层的晶格间隙致密，对基体具有良好的保护效果，抗介质腐蚀能力强度。然而介质中二氧化硅颗粒物的存在，又对阀门球体表面的镀层构成物理性损伤，影响镀层耐蚀性，进而降低阀门球体的使用寿命。镀层晶相结构的硬度只有550HV，不能很好满足镀层对磨损物理性能的要求。为此，最常规的应对方法就是对镀后球体进行热处理，镀层经高温处理由非晶态结构转变为晶态结构，以提高镀层的显微硬度。但是热处理又会造成镀层耐蚀性下降，有待改进。
技术实现思路
针对现有技术存在的镀层耐蚀性和硬度无法同时满足要求的问题，本专利技术的目的在于提供一种镍基合金复合镀工艺，其具有镀层耐蚀性优良且硬度高优点。为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种镍基合金复合镀工艺，包括如下步骤：S1除油：除去阀门球体表面的油污；S2酸洗：除去阀门球体表面的氧化皮；S3活化：将阀门球体浸入8-10wt%硫酸溶液中，温度20-30℃，浸泡10-20s后置于水中，水温70-80℃，浸泡15-20min后取出；S4化学镀：将阀门球体浸入镍磷镀液中，温度60-70℃，pH值为4.5-4.9，时间30-60min，取出后水洗、干燥；所述镍磷镀液包括如下含量的组分：20-30g/L硫酸镍、20-30g/L次磷酸钠、4-6g/L硼酸、8-15ml/L乳酸、6-12g/L琥珀酸、10-15g/L纳米金刚石粉、0.4-0.8g/L氟化钾、10-20mg/L十二烷基硫酸钠、1.2-1.5g/L稳定剂、0.1-0.2g/L稀土盐。通过采用上述技术方案，阀门球体依次经过S1除油、S2酸洗、S3活化，基体表面清洁且具有催化活性；经过S4化学镀，阀门球体表面镀上一层镍磷镀层。镍磷镀液的配方经过优化改进，实现施镀温度的降低，有利于节约能源。目前施镀温度多在90℃左右，而施镀温度降低后镀速也会有所降低，影响镀层质量。本专利技术的镍磷镀液采用复配的加速剂，提高镀速，保证镀层质量。镀镍镀液中纳米金刚石粉的加入，使其与镍、磷共同沉积在基体上。金刚石具有高硬度、耐磨、化学性质稳定等优点，有助于提高镀层硬度和耐磨性。因此阀门球体无需进行热处理，便能满足镀层对磨损物理性能、耐蚀性能的要求。进一步地，所述纳米金刚石粉经过改性，其改性过程如下：第一步，按重量份计，先将10-15份丙二酸二乙酯、7-10份烯丙基氯混合、12-15份碳酸钾、100-120份乙腈混合均匀，升温至75-80℃，回流搅拌12-20h后冷却至室温，接着加入水除去多余的碳酸钾，然后用乙酸乙酯萃取，有机相经2-3次水洗、无水硫酸钠干燥、真空蒸发除去溶剂，得到预产物；第二步，将6-8份预产物、0.05-0.08份铂催化剂混合，搅拌并升温至80-85℃，再加入3-4份氨丙基三甲氧基硅烷，反应1-2h，接着加入0.4-0.6份植酸，继续升温至90-95℃，反应2-3h，然后加入20-30份水，得到改性液；第三步，将2-3份纳米金刚石粉浸入8-12份改性液中，升温至60-70℃，持续搅拌6-8h，最后过滤、水洗、烘干，得到改性后的纳米金刚石粉。通过采用上述技术方案，由于金刚石的粒径太小，因此具有集合称为较大颗粒的团聚倾向，一般添加量不高。本专利技术对纳米金刚石粉进行改性，使其团聚现象减少，能在镀层内均匀分布，作用效果更优。同时金刚石表面形成大量的螯合基团，与镍磷镀层的结合性能增强，使得金刚石不易脱落，镀层耐磨性进一步提高。进一步地，所述稀土盐为硫酸钕。进一步地，所述稳定剂为硫酸铋。通过采用上述技术方案，稀土钕一方面可与十二烷基硫酸钠之间产生复合作用，减少气泡产生，提高镀层质量，另一方面具有催化作用，加速金属离子还原，提高沉积速度。而单一的稀土盐本身的催化活性低，对镀速无促进作用，反而容易导致镀速降低。本专利技术采用铋元素与稀土钕复配，提高稀土钕的催化活性，可有效提高镀速，而稀土元素替换为其他种类则不具备该复配效果。进一步地，所述S1除油的具体过程如下：将阀门球体浸入除油液中，温度80-90℃，浸泡10-20min，取出后水洗、干燥。进一步地，所述除油液包括25-30g/L碳酸钠、25-35g/L氢氧化钠、6-15g/L磷酸钠、2-5g/LOP-10。通过采用上述技术方案，阀门球体表面残留的润滑剂、防锈油、抛光膏等油脂或污物被除去，进而使阀门球体表面达到完全润湿状态，能形成均匀水膜，无挂珠现象。进一步地，所述S2酸洗的具体过程如下：将阀门球体浸入酸洗液中，温度30-40℃，浸泡15-30min，取出后水洗、干燥。进一步地，所述酸洗液包括15-20wt%硝酸、3-5wt%氢氟酸、2-4wt%尿素、其余为水。通过采用上述技术方案，阀门球体表面的氧化膜、氧化皮及锈蚀产物被除去。综上所述，本专利技术具有以下有益效果：1、本专利技术采用的镍磷镀液配方经过优化设计，实现施镀温度的降低，有利于节约能源；2、本专利技术采用改性后的纳米金刚石粉加入到镍磷镀液中，使得镀层的硬度和耐磨性提高，满足使用要求。附图说明图1是本专利技术提供的方法的流程图。具体实施方式以下结合附图和实施例对本专利技术作进一步详细说明，予以特别说明的是：以下实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行，以下实施例中所用原料除特殊说明外均可来源于普通市售。本专利技术的实施例采用如下原料：纳米金刚石粉的粒径为15nm，购买自北京国瑞升科技股份有限公司；铂催化剂牌号218，购买自西安凯立新材料股份有限公司。实施例1：一种镍基合金复合镀工艺，如图1所示，包括如下步骤：S1除油：将阀门球体浸入除油液中，温度80℃，浸泡20min，取出后水洗、风干，除油液包括25g/L碳酸钠、25g/L氢氧化钠、6g/L磷酸钠、2g/LOP-10、溶剂为水；S2酸洗：将经过S1除油的阀门球体浸入酸洗液中，温度30℃，浸泡30min，取出后水洗、风干，酸洗液包括15wt%硝酸、3wt%氢氟酸、2wt%尿素、其余为水；S3活化：将经过S2酸洗的阀门球体浸入8wt%硫酸溶液中，温度20℃，浸泡20s后置于水中，水温70℃，浸泡20min后取出；S4化学镀：将经过S3活化的阀门球体浸入镍磷镀液中，温度60℃，pH值为4.5，时间60min，取出后水洗、风干，镍磷镀液包括如下含量的组分：20g本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种镍基合金复合镀工艺，其特征在于，包括如下步骤：/nS1除油：除去阀门球体表面的油污；/nS2酸洗：除去阀门球体表面的氧化皮；/nS3活化：将阀门球体浸入8-10wt%硫酸溶液中，温度20-30℃，浸泡10-20s后置于水中，水温70-80℃，浸泡15-20min后取出；/nS4化学镀：将阀门球体浸入镍磷镀液中，温度60-70℃，pH值为4.5-4.9，时间30-60min，取出后水洗、干燥；/n所述镍磷镀液包括如下含量的组分：20-30g/L硫酸镍、20-30g/L次磷酸钠、4-6g/L硼酸、8-15ml/L乳酸、6-12g/L琥珀酸、10-15g/L纳米金刚石粉、0.4-0.8g/L氟化钾、10-20mg/L十二烷基硫酸钠、1.2-1.5g/L稳定剂、0.1-0.2g/L稀土盐。/n

【技术特征摘要】
1.一种镍基合金复合镀工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1除油：除去阀门球体表面的油污；
S2酸洗：除去阀门球体表面的氧化皮；
S3活化：将阀门球体浸入8-10wt%硫酸溶液中，温度20-30℃，浸泡10-20s后置于水中，水温70-80℃，浸泡15-20min后取出；
S4化学镀：将阀门球体浸入镍磷镀液中，温度60-70℃，pH值为4.5-4.9，时间30-60min，取出后水洗、干燥；
所述镍磷镀液包括如下含量的组分：20-30g/L硫酸镍、20-30g/L次磷酸钠、4-6g/L硼酸、8-15ml/L乳酸、6-12g/L琥珀酸、10-15g/L纳米金刚石粉、0.4-0.8g/L氟化钾、10-20mg/L十二烷基硫酸钠、1.2-1.5g/L稳定剂、0.1-0.2g/L稀土盐。


2.根据权利要求1所述的一种镍基合金复合镀工艺，其特征在于：所述纳米金刚石粉经过改性，其改性过程如下：
第一步，按重量份计，先将10-15份丙二酸二乙酯、7-10份烯丙基氯混合、12-15份碳酸钾、100-120份乙腈混合均匀，升温至75-80℃，回流搅拌12-20h后冷却至室温，接着加入水除去多余的碳酸钾，然后用乙酸乙酯萃取，有机相经2-3次水洗、无水硫酸钠干燥、真空蒸发除去溶剂，得到预产物；
第二步，将6-8份预产物、0.05-0.08份铂催化剂混合，搅拌并升温至80-85℃，再加入3...

【专利技术属性】
技术研发人员：周春雷，陈长清，
申请(专利权)人：浙江集工阀门有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33