本發明專利技術涉及用于替代硬鉻鍍層的電沉積納米晶鈷磷合金電鍍液及電鍍層生產工藝，屬于電鍍液及電鍍層生產工藝技術領域。電沉積納米晶鈷磷合金電鍍液，其特征在于：溶劑為去離子水，溶質的各組分及含量如下：鈷離子20～30g/l；硼酸30～40g/l；磷酸10～50g/l，十二烷基硫酸鈉0.1～0.3g/l。電沉積納米晶鈷磷合金鍍層的生產工藝，包括鍍件的預處理和脈沖電沉積處理過程，其特征在于所述電沉積處理過程是將經過預處理的鍍件作為陰極，將鈦金屬作為陽極，直接置入pH值為2～3的電沉積納米晶鈷磷合金電鍍液中進行單脈沖電沉積處理；電沉積工藝參數包括電沉積時間30～60min，電沉積溫度30～60℃，單脈沖電流密度為3～5A/dm2,單脈沖頻率50～210Hz，占空比為30～60%；最終獲得粒徑小于10nm的納米晶鈷磷合金鍍層。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及用于替代硬鉻鍍層的電沉積納米晶鈷磷合金電鍍液及電鍍層生產エ藝，屬于電鍍液及電鍍層生產エ藝
技術介紹
目前，硬鉻鍍層(厚度30um 50um)因為其內在的高硬度(600 1，000 VHN之間)和低的摩擦系數(低于O. 2)而廣泛應用于傳動耐磨、耐沖刷組件、エ業以及軍事領域。目前最常用的鍍硬鉻手段是在含鉻酸的電鍍液中電鍍生成，其中產生的六價鉻對人體健康和環境所造成的危害從30年代初就已經被確認并限制使用。同吋，電鍍硬鉻涂層エ藝和性能還存在如電流效率低、深鍍能力差等固有缺點。
技術實現思路
本專利技術的目的在于解決上述已有技術存在的不足之處，提供ー種完全能夠超過現有硬鉻鍍層整體性能和生命周期，既環保又節能的用于替代硬鉻鍍層的，在電沉積過程中 生成IOnm以下單晶納米晶鈷磷合金鍍層，同時還提供了實現上述電沉積納米晶鈷磷合金鍍層的生產エ藝。本專利技術是通過以下技術方案實現的 電沉積納米晶鈷磷合金電鍍液，其特殊之處在于溶劑為去離子水，溶質的各組分及含量如下 鈷離子20 30g/l ； 硼酸30 40g/l ； 憐酸10 50g/l, 十_■燒基硫酸納 O. I O. 3g/l。所述鈷離子來源于硫酸鈷、氯化鈷等可溶性鈷鹽中的至少ー種。電沉積納米晶鈷磷合金鍍層的生產エ藝，包括鍍件的預處理和脈沖電沉積處理過程，其特殊之處在于所述電沉積處理過程是將經過預處理的鍍件作為陰極，將鈦金屬作為陽極，直接置入pH值為2 3的電沉積納米晶鈷磷合金電鍍液中進行單脈沖電沉積處理；電沉積エ藝參數包括電沉積時間30 60min，電沉積溫度30 60°C，單脈沖電流密度為3 5A/dm2，單脈沖頻率50 210Hz，占空比為30 60% ;最終獲得粒徑小于IOnm的納米晶鈷磷合金鍍層。具體エ藝過程如下 步驟I :配制電沉積納米晶鈷磷合金電鍍液所述電沉積納米晶鈷磷合金電鍍液的組分及含量如下 鈷離子20 30g/l ； 硼酸30 40g/l ； 憐酸10 50g/l, 十_■燒基硫酸納 O. I O. 3g/l。所述鈷離子來源于硫酸鈷、氯化鈷等可溶性鈷鹽中的至少ー種。 步驟2 :鍍件的預處理 將被鍍件表面經除油、活化等預處理去除被鍍件表面的油、污垢層和氧化層； 上述除油過程包括除油、水洗兩個エ序，所述除油是指將通用的金屬清洗劑加熱，然后電化學陰極除油3分鐘，電化學陽極除油2分鐘；除油后經過兩次水洗，一次水洗是采用20 80°C熱水進行水洗,二次水洗采用常溫水噴淋水洗即可； 上述活化過程包括活化、水洗兩個エ序，所述活化是指將被鍍件浸入含有質量濃度為5 10%的硝酸鈉水溶液的陽極活化槽內，進行電化學陽極活化2 6分鐘；活化后經兩次水洗，一次水洗是采用20 80°C熱水進行水洗，二次水洗則采用溶解性固體總含量少于50ppm的純水進行噴淋水洗； 步驟3:電沉積過程 將作為陰極的鍍件和作為陽極的鈦金屬直接置入裝有PH值為2 3的電沉積納米晶鈷磷合金電鍍液的電鍍槽中，通入單脈沖方波大功率電鍍電源進行電沉積，設定電流密度為3 5A/dm2，單脈沖頻率50 210Hz，保持電沉積溫度30 60°C，電沉積時間30 60min,占空比為30 60% ;最終獲得粒徑小于IOnm的納米晶鈷磷合金鍍層； 所述單脈沖方波大功率電鍍電源是指電壓為12V、電流500 10000A、波形為標準方波的單脈沖電源。步驟4:電沉積后處理 將電沉積后的鍍件進行水洗，以清除鍍件表面雜質； 所述水洗是先采用20 80°C熱水進行，再使用常溫的溶解性固體總含量少于50ppm的純水進行噴淋水洗； 步驟5 :干燥去氫 將水洗后的鍍件置入溫度條件為160 240°C的烘箱內加熱保溫I 3小吋。本專利技術通過使用鈷及鈷化合物電鍍液，通過單脈沖方波大功率電鍍電源進行電沉積作業，其中頻率和占空比連續可調，生成高性能的電沉積納米晶鈷磷合金鍍層。本專利技術用于替代鉻鍍層的電沉積納米晶鈷磷合金鍍層生產エ藝，既可以使用目前硬鉻電鍍所有的基礎設施，同時還有著卓越的完全可取代硬鉻涂層的性能。尤其重要的是，這是ー項完全環保型和低能耗新技術，不會對環境造成任何危害，節約大量的能源。本專利技術的目標就是用先進的納米鍍層技術來代替傳統的鍍硬鉻技術，超過現有硬鉻的整體性能和生命周期，并達到環保，節能的目的。附圖說明圖Ia :納米晶體結構顯微鏡示意圖；圖Ib :納米晶體結構晶料尺寸不意 圖2 :本專利技術電沉積納米晶鈷磷合金鍍層與硬鉻鍍層鹽霧試驗性能對比示意 圖3 :本專利技術電沉積納米晶鈷磷合金鍍層與硬鉻鍍層耐磨損性能對比示意圖。具體實施例方式以下參照附圖，給出本專利技術的具體實施方式，用來對本專利技術的構成進行進ー步說明。電沉積納米晶鈷磷合金電鍍液，溶劑為去離子水，溶質的各組分及含量如下 鈷離子20 30g/l ； 硼酸30 40g/l ； 憐酸10 50g/l, 十_■燒基硫酸納 O. I O. 3g/l。所述鈷離子來源于硫酸鈷、氯化鈷等可溶性鈷鹽中的至少ー種。電沉積納米晶鈷磷合金鍍層的生產エ藝，包括鍍件的預處理和脈沖電沉積處理過程，所述電沉積處理過程是將經過預處理的鍍件作為陰極，將鈦金屬作為陽極，直接置入PH值為2 3的電沉積納米晶鈷磷合金電鍍液中進行單脈沖電沉積處理；電沉積エ藝參數包括電沉積時間30 60min，電沉積溫度30 60°C，單脈沖電流密度為3 5A/dm2，單脈沖頻率50 210Hz，占空比為30 60% ;最終獲得粒徑小于IOnm的納米晶鈷磷合金鍍層。具體エ藝過程如下 步驟I :配制電沉積納米晶鈷磷合金電鍍液 所述電沉積納米晶鈷磷合金電鍍液的組分及含量如下 硫酸鈷100 150g/l 或氯化鈷80 120g/l 硼酸30 40g/l ； 憐酸10 50g/l, 十_■燒基硫酸納 O. I O. 3g/l。步驟2 :鍍件的預處理 將被鍍件表面經除油、活化等預處理去除被鍍件表面的油、污垢層和氧化層； 上述除油過程包括除油、水洗兩個エ序，所述除油是指將通用的金屬清洗劑加熱，然后電化學陰極除油3分鐘，電化學陽極除油2分鐘；除油后經過兩次水洗，一次水洗是采用20 80°C熱水進行水洗,二次水洗采用常溫水進行噴淋水洗即可； 上述活化過程包括活化、水洗兩個エ序，所述活化是指將被鍍件浸入含有質量濃度為5 10%的硝酸鈉水溶液的陽極活化槽內，進行電化學陽極活化2 6分鐘；活化后經兩次水洗，一次水洗是采用20 80°C熱水進行水洗，二次水洗則采用溶解性固體總含量少于50ppm的純水進行噴淋水洗； 步驟3:電沉積過程 將作為陰極的鍍件和作為陽極的鈦金屬直接置入裝有PH值為2 3的電沉積納米晶鈷磷合金電鍍液的電鍍槽中，通入單脈沖方波大功率電鍍電源進行電沉積，設定電流密度為3 5A/dm2，單脈沖頻率50 210Hz，保持電沉積溫度30 60°C，電沉積時間30 60min,占空比為30 60% ;最終獲得粒徑小于IOnm的納米晶鈷磷合金鍍層； 所述單脈沖方波大功率電鍍電源是指電壓為12V、電流500 10000A、波形為標準方波的單脈沖電源。步驟4 電沉積后處理 將電沉積后的鍍件進行水洗，以清除鍍件表面雜質； 所述水洗是先采用20 80°C熱水進行，再使用常溫的本文檔來自技高網...
【技術保護點】
電沉積納米晶鈷磷合金電鍍液，其特征在于：溶劑為去離子水，溶質的各組分及含量如下：鈷離子？？？？？？？？？？？20～30g/l；硼酸？？？？？？？？？？？？？30～40g/l；磷酸？？？？？？？？？？？？？10～50g/l，十二烷基硫酸鈉？？？0.1～0.3g/l。
【技術特征摘要】
1.電沉積納米晶鈷磷合金電鍍液，其特征在于溶劑為去離子水，溶質的各組分及含量如下 鈷離子20 30g/l ； 硼酸30 40g/l ； 憐酸10 50g/l, 十_■燒基硫酸納 O. I O. 3g/l。2.如權利要求I所述電沉積納米晶鈷磷合金電鍍液，其特征在于所述鈷離子來源于硫酸鈷、氯化鈷中的至少一種。3.電沉積納米晶鈷磷合金鍍層的生產工藝，包括鍍件的預處理和脈沖電沉積處理過程，其特征在于所述電沉積處理過程是將經過預處理的鍍件作為陰極，將鈦金屬作為陽極，直接置入pH值為2 3的電沉積納米晶鈷磷合金電鍍液中進行單脈沖電沉積處理；電沉積工藝參數包括電沉積時間30 60min，電沉積溫度30 60°C，單脈沖電流密度為3 5A/dm2,單脈沖頻率50 210Hz，占空比為30 60% ;最終獲得粒徑小于IOnm的納米晶鈷磷合金鍍層。4.如權利要求3所述電沉積納米晶鈷磷合金鍍層的生產工藝，其特征在于具體工藝過程如下 步驟I :配制電沉積納米晶鈷磷合金電鍍液 所述電沉積納米晶鈷磷合金電鍍液的組分及含量如下 鈷離子20 30g/l ； 硼酸30 40g/l ； 憐酸10 50g/l, 十二烷基硫酸鈉 O. I O. 3g/l ； 步驟2 :鍍件的預處理 將被鍍件表面經除油、活化等預處理去除被鍍件表面的油、污垢層和氧化層； 步驟3:電沉積過程 將作為陰極的鍍件和作為陽極的鈦金屬直接置入裝有PH值為2 3的電沉積納米晶鈷磷合金電鍍液的電鍍槽中，通入單脈沖方波大功率電鍍電源進行電沉積，設定電流密度為3 5A/dm2，單脈沖頻率50 210Hz，保持電沉積溫度30 60°C，電沉積時間30 60min,占空比為30 60% ;最終獲得粒徑...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王經國，
申請(專利權)人：煙臺星輝航空液壓有限公司，
類型：發明
國別省市：
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