專利名稱：普碳鋼表面覆蓋Ni-Zn-Mn-P化學(xué)鍍復(fù)合鍍層及鍍液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于普碳鋼表面化學(xué)鍍Ni-Si-Mn-P復(fù)合鍍覆蓋層制備方法，具體的說，是涉及普碳鋼表面化學(xué)鍍的鍍層及鍍液。
背景技術(shù)：
化學(xué)鍍Ni-P合金鍍層以其優(yōu)良的耐磨、耐蝕、磁屏蔽性以及適用于各種材料(包括非金屬材料)復(fù)雜零件的施鍍，已廣泛應(yīng)用于航空、航天、電子、石油和化工等工業(yè)，近年來由于化學(xué)鍍工藝本身的優(yōu)越性以及化學(xué)鍍鎳技術(shù)的日趨成熟，其在我國的應(yīng)用范圍越來越廣。伴隨著工業(yè)生產(chǎn)的迅猛發(fā)展，對材料性能提出了更高的要求，化學(xué)鍍鎳磷二元合金遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代工業(yè)防腐蝕的要求，因此在化學(xué)鍍鎳磷合金鍍液基礎(chǔ)上又開發(fā)出了化學(xué)鍍 Ni-Cu-P, Ni-Cr-P, Ni-Co-P, Ni-Mo-P, Ni-Fe-P, Ni-ff-P, Ni-Zn-P 等三元合金鍍層，它們的綜合性能(尤其是耐蝕性)比Ni-P合金更優(yōu)異，因而倍受關(guān)注。但一般的化學(xué)鍍鍍層是陰極型鍍層，應(yīng)用于容器內(nèi)的表面防腐，一般不允許出現(xiàn)空隙，否則會加速容器局部腐蝕，造成穿孔，而化學(xué)鍍本身難以徹底消除空隙的產(chǎn)生。本專利在總結(jié)化學(xué)鍍?nèi)辖鸪晒?jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，在化學(xué)鍍Ni-Zn-P合金鍍液中加入硫酸錳， 成功開發(fā)了一種用于普碳鋼表面化學(xué)鍍M-Zn-Mn-P復(fù)合鍍層，所得鍍層結(jié)晶細(xì)致，光亮平滑，耐蝕性和延展性好，而且氫脆低、內(nèi)應(yīng)力小，綜合性能指標(biāo)優(yōu)于化學(xué)鍍二元合金和相應(yīng)的三元合金鍍層。關(guān)鍵是本專利所得鍍層相對于鍍鎳磷合金電位負(fù)移，提高了普碳鋼的耐蝕性和耐磨性，(即本鍍層相對于基體的電位差小于二元鍍鎳磷合金與基體的電位差，當(dāng)表面存在缺陷時(shí)，對鍍層整體防腐性能產(chǎn)生的影響較小)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種用于普碳鋼表面化學(xué)鍍M-Zn-Mn-P復(fù)合鍍覆蓋層，該方法制備過程簡單，生產(chǎn)操作安全，生產(chǎn)成本低，所制得的鍍層不僅具備良好的耐蝕性實(shí)現(xiàn)有效的防腐目的，而且滿足裝飾性要求。本發(fā)明主要研究了工藝參數(shù)對鍍層成分結(jié)構(gòu)、電極電位的影響規(guī)律，含有M2+， Mn2+，Zn2+,吐 02_等的主鹽、絡(luò)合劑、添加劑等組成以及PH和溫度等因素的鍍液對基體表面沉積過程的影響，復(fù)合鍍層自腐蝕電位的變化的影響等。通過上述研究和實(shí)驗(yàn)，最終在試樣表面獲得具有優(yōu)異耐蝕性的復(fù)合鍍層。本發(fā)明的技術(shù)方案如下本發(fā)明的一種普碳鋼表面覆蓋Ni-Si-Mn-P化學(xué)鍍復(fù)合鍍層，鍍層厚度為 8-15 μ m、硬度190-350HV，與純鍍鎳磷合金相比電位負(fù)0. 1-0. 3V。本發(fā)明的普碳鋼表面覆蓋Ni-Si-Mn-P化學(xué)鍍復(fù)合鍍層制備方法，主要在于鍍液的配置硫酸鎳20-30g/L、硫酸鋅10-30g/L、硫酸錳10_40g/L、次亞磷酸鈉30_60g/L、乙酸鈉5g/L和檸檬酸鈉15g/L，在溫度90°C用氨水或氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH為9_10。采用通常的工件的打磨拋光-清洗-除油-除銹-清洗-活化-施鍍-清洗-清洗-后處理，即可得到普碳鋼表面覆蓋M-Zn-Mn-P化學(xué)鍍復(fù)合鍍層；只采用一次施鍍，施鍍過程簡單。采用本發(fā)明的用于普碳鋼(如Q235)表面化學(xué)鍍Ni-ai-Μη-Ρ復(fù)合鍍覆蓋層制備方法，復(fù)合鍍層在3. 5% NaCl溶液中的耐腐蝕性用圖3表征，與純鍍鎳磷合金相比電位負(fù) 0. 1-0. 3V。其能譜和微觀形貌如

圖1和圖2所示。圖1說明譜圖處理沒有被忽略的峰；處理選項(xiàng)所有經(jīng)過分析的元素(已歸一化)；重復(fù)次數(shù)=4 ；標(biāo)準(zhǔn)樣品CCaCO31--Jun-199912:00AM
0SiO21--Jun-199912:00AM
PGaP1--Jun--199912:00AM
MnMn1--Jun--199912:00AM
FeFe1--Jun--199912:00AM
NiNi1--Jun--199912:00AM
ZnZn1--Jun--199912:00AM W W l-Jun-1999 12:00 AM
權(quán)利要求
1.一種普碳鋼表面覆蓋Ni-Zn-Mn-P化學(xué)鍍復(fù)合鍍層，其特征是鍍層厚度為8_15μπι、 硬度190-350HV，與純鍍鎳磷合金相比電位負(fù)0. 1-0. 3V。
2.權(quán)利要求1的普碳鋼表面覆蓋M-Zn-Mn-P化學(xué)鍍復(fù)合鍍層的鍍液，其特征在于鍍液的配置硫酸鎳20-30g/L、硫酸鋅10-30g/L、硫酸錳10_40g/L、次亞磷酸鈉30_60g/L、乙酸鈉5g/L和檸檬酸鈉15g/L，在溫度90°C用氨水或氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH為9-10。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種涉及普碳鋼表面化學(xué)鍍的鍍層及鍍液，普碳鋼表面覆蓋Ni-Zn-Mn-P化學(xué)鍍復(fù)合鍍層，鍍層厚度為8-15μm、硬度190-350HV，與純鍍鎳磷合金相比電位負(fù)0.1-0.3V。鍍液的配置硫酸鎳20-30g/L、硫酸鋅10-30g/L、硫酸錳10-40g/L、次亞磷酸鈉30-60g/L、乙酸鈉5g/L和檸檬酸鈉15g/L，在溫度90℃用氨水或氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH為9-10。本發(fā)明采用改變鍍層成分和結(jié)構(gòu)的方法，增加了鍍層耐腐蝕性，在工業(yè)生產(chǎn)中投入使用應(yīng)用前景廣闊。所得鍍層結(jié)晶細(xì)致，光亮平滑，綜合性能指標(biāo)優(yōu)于化學(xué)鍍二元合金和相應(yīng)的三元合金鍍層。該技術(shù)工藝穩(wěn)定、操作簡便、成本低等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明鍍液配置方便，可重復(fù)多次使用，經(jīng)濟(jì)成本低，易于操作。
文檔編號C23C18/50GK102220573SQ20111014162
公開日2011年10月19日 申請日期2011年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月30日
發(fā)明者修妍, 劉永長, 王鑫, 韓夏冰, 高志明 申請人:天津大學(xué)