一种碳钢表面的复合镀方法技术

一种碳钢表面的复合镀方法，包括热镀锌处理和化学复合镀处理；化学复合镀的镀液包括20~28份NiSO4·

【技术实现步骤摘要】
一种碳钢表面的复合镀方法


[0001]本专利技术涉及一种碳钢表面的复合镀方法，属于金属表面处理


技术介绍

[0002]碳钢是各行各业广泛应用的基础材料，但碳钢本身普遍存在的不耐腐蚀问题，给人们的生产生活带来经济上的浪费和诸多不便，甚至危及到结构件的安全可靠性，造成生命财产方面不可挽回的巨大损失。防腐技术是有效遏制和减缓金属腐蚀的有效手段，世界各国都投入了大量物力财力开发金属耐腐蚀技术。
[0003]金属耐腐蚀防护方法非常多，常见的有表面涂层法、金属本身合金化法、特殊热处理法、电化学保护法以及表面镀层法等，其中表面镀层法因具有镀层组成材料可选范围广，镀层功能可设计性强，镀覆方法多种多样，镀层结合力强等优点而得到普遍应用。
[0004]中国专利CN101255554A公开了一种镁合金表面纳米化学复合镀溶液及其制备工艺和应用，该专利将纳米氧化物以纳米浓缩浆形式加入到镀液中的，此浆分散性好，固含量高，稳定性好，可以存放半年以上，得到的镀层仅能耐受中性盐溶液的腐蚀，对酸碱腐蚀耐受性差。
[0005]中国专利CN105603399A公开了一种低碳钢表面化学镀Ni
‑
Zn
‑
P/纳米SiO2复合镀层的制备工艺。该专利得到的复合镀层盐雾试验仅能耐受120小时，耐腐蚀性比较差。
[0006]以上可以看到，镀层防腐技术方面仍存在镀层耐腐蚀性能差，防护作用不持久等问题，因此开发高耐蚀镀层的制备方法对降低金属腐蚀引起的损失有着十分重要的作用。

技术实现思路

[0007]针对上述现有技术存在的不足，本专利技术提供一种碳钢表面的复合镀方法，实现以下专利技术目的：开发制备耐腐蚀镀层的化学复合镀方法，利用该方法制备出结合力强，耐腐蚀性能优异且防护作用持久的复合镀层。
[0008]为实现上述专利技术目的，本专利技术采取以下技术方案：一种碳钢表面的复合镀方法，包括热镀锌处理和化学复合镀处理，其中化学复合镀处理包括化学复合镀的镀液配制和施镀。所述化学复合镀的镀液，以重量份计，包括20~28份NiSO4·
6H2O、12~20份NiCl2·
6H2O、20~33份NaH2PO2·
H2O、9~15份H3BO4、10~16份 柠檬酸三铵、6~11 份CH4N2S、2~4.5份C2H
10
BN、1.5~2.5份C
12
H
25
SO4Na、0.5~1.5份仲烷基磺酸钠、38~56份炭黑分散液、70~95份去离子水；所述炭黑分散液的制备方法为将1,2,4
‑
丁三醇、异辛醇磷酸酯钾盐、月桂基磺化琥珀酸单酯二钠溶解于去离子水中，加入改性炭黑后，4500~6500转/分下搅拌1~2小时后，超声分散15~40分钟得到；所述改性炭黑的制备方法为强力搅拌下将炭黑加入强氧化剂溶液中，超声分散均匀后，加热搅拌反应完成后离心分离，得到的沉淀用去离子水洗涤三遍，然后烘干得到改性炭黑。
[0009]以下是对上述技术方案的进一步改进：步骤1 热镀锌处理
碳钢件经表面处理后，浸入锌液中，浸渍30~75秒后提出镀件，水冷至室温后吹干，然后浸入60~75℃钝化液中，浸渍35~65分钟后提出镀件，去离子水冲洗干净后吹干，得到表面镀锌件；所述表面处理，碳钢件进行表面除锈、碱水浴除油、热水洗涤、酸洗除锈、冷水冲洗；所述锌液的温度为422~443℃；所述钝化液，由锡酸钠、高铁酸钠、次氯酸钠、高锰酸钾、去离子水组成；所述锡酸钠、高铁酸钠、次氯酸钠、高锰酸钾、去离子水的质量比为4~7:5~8:1~3:3~5:23~40。
[0010]步骤2化学复合镀处理（1）化学复合镀的镀液配制所述化学复合镀的镀液，以重量份计，包括以下组分：20~28份NiSO4·
6H2O12~20份NiCl2·
6H2O20~33份NaH2PO2·
H2O9~15份H3BO410~16份柠檬酸三铵6~11 份CH4N2S2~4.5份C2H
10
BN1.5~2.5份C
12
H
25
SO4Na0.5~1.5份仲烷基磺酸钠38~56份炭黑分散液70~95份去离子水；A、炭黑分散液的制备：将1,2,4
‑
丁三醇、异辛醇磷酸酯钾盐、月桂基磺化琥珀酸单酯二钠溶解于去离子水中，加入改性炭黑后，4500~6500转/分下强力搅拌1~2小时后，超声分散15~40分钟得到炭黑分散液；所述1,2,4
‑
丁三醇的加入量为去离子水质量的15~26%；所述异辛醇磷酸酯钾盐的加入量为去离子水质量的1~2%；所述月桂基磺化琥珀酸单酯二钠的加入量为去离子水质量的0.5~2%；所述改性炭黑的加入量为去离子水质量的50~65%。
[0011]B、改性炭黑的制备：强力搅拌下将炭黑加入强氧化剂溶液中，超声分散均匀后，加热搅拌反应完成后离心分离，得到的沉淀用去离子水洗涤三遍，然后烘干得到改性炭黑；所述强力搅拌，搅拌速率为4000~5000转/分；所述炭黑，粒径30~95nm；所述炭黑与强氧化剂溶液的质量比为2~5:8；所述强氧化剂溶液，由H2XeO4、Na2S2O8、双氧水组成；所述H2XeO4、Na2S2O8、双氧水的质量比为1~4:3~6:15~20；
所述双氧水，H2O2的浓度为20~30wt%；所述超声分散，超声时间25~45分钟；所述加热搅拌反应，温度为80~90℃，搅拌速率为1200~1500转/分，反应时间2~5小时；C、化学复合镀的镀液配制工艺：按配方中各原料重量份，将NiSO4·
6H2O、NiCl2·
6H2O、NaH2PO2·
H2OH3BO4、柠檬酸三铵、CH4N2S、C2H
10
BN、C
12
H
25
SO4Na、仲烷基磺酸钠加入到去离子水中，搅拌溶解后，将搅拌速率提升至2500~3500转/分，缓慢加入炭黑分散液，强烈搅拌0.5~1.5小时后得到均一稳定的镀液。
[0012]（2）施镀控制搅拌速率150~400转/分，镀液温度85~95℃下，将热镀锌处理后的碳钢件全部浸入镀液中，施镀40~90分钟，然后取出用去离子水清洗并吹干，得到含炭黑镀层的碳钢件。
[0013]与现有技术相比，本专利技术取得以下有益效果：1、采用本专利技术所述的复合镀方法，在碳钢表面制备出了两层结构的复合镀层，底层为热镀锌层，外层为含改性炭黑的化学复合镀镀层，得到的复合镀层耐酸碱腐蚀性好且能长期耐受中性盐雾的腐蚀；2、采用本专利技术所述的复合镀方法处理后的碳钢件，硫酸溶液中的腐蚀速率1.27~1.88g/m2•
h，氢氧化钠溶液中的腐蚀速率3.1
×
10
‑5~4.3
×
10
‑5g/m2•
h，中性盐雾试验1069~1236小时后碳钢件表面出现肉眼可见锈点；3、采用本专利技术所述的复合镀方法处理后的碳钢件，镀层的结合力强，采用弯曲法测试时，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳钢表面的复合镀方法，其特征在于：包括热镀锌处理和化学复合镀处理；所述化学复合镀处理，包括化学复合镀的镀液配制和施镀；所述化学复合镀的镀液，以重量份计，包括20~28份NiSO4·
6H2O、12~20份NiCl2·
6H2O、20~33份NaH2PO2·
H2O、9~15份H3BO4、10~16份柠檬酸三铵、6~11份CH4N2S、2~4.5份C2H
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BN、1.5~2.5份C
12
H
25
SO4Na、0.5~1.5份仲烷基磺酸钠、38~56份炭黑分散液、70~95份去离子水；所述炭黑分散液的制备方法为将1,2,4
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丁三醇、异辛醇磷酸酯钾盐、月桂基磺化琥珀酸单酯二钠溶解于去离子水中，加入改性炭黑后，4500~6500转/分下搅拌1~2小时后，超声分散15~40分钟得到；所述改性炭黑的制备方法为强力搅拌下将炭黑加入强氧化剂溶液中，超声分散均匀后，加热搅拌反应完成后离心分离，得到的沉淀用去离子水洗涤三遍，然后烘干得到改性炭黑；所述强氧化剂溶液，由H2XeO4、Na2S2O8、双氧水组成；所述热镀锌处理，碳钢件热镀锌后水冷至室温，吹干后浸入60~75℃钝化液中，浸渍35~65分钟后提出镀件，去离子水冲洗干净后吹干，得到表面镀锌件；所述钝化液，由锡酸钠、高铁酸钠、次氯酸钠、高锰酸钾、去离子水按质量比4~7:5~8:1~3:3~5:23~40组成。2.根据权利要求1所述的一种碳钢表面的复合镀方法，其特征在于：所述1,2,4
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丁三醇的加入量为去离子水质量的15~26%；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩志引，韩昕彤，白雪，
申请(专利权)人：潍坊工程职业学院，
类型：发明
国别省市：