專利名稱：一種鎳-鉬鍍層的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種鎳-鉬鍍層的制備方法。
背景技術：
隨著航空發(fā)動機向高推重比發(fā)展，發(fā)動機的設計進口溫度不斷提高。推重比12 15及15 20 —級發(fā)動機葉片工作溫度將達到1400°C及1600°C。單獨使用高溫結構材料技術已不能滿足先進航空發(fā)動機迅速發(fā)展的迫切要求，采用熱障涂層技術是目前大幅度提高航空發(fā)動機工作溫度的唯一切實可行的方法。目前獲得實際應用的熱障涂層大多為雙層結構，表層為陶瓷隔熱層，主要作用是隔熱、抗腐蝕、沖刷和侵蝕；底層為金屬粘結層，起著抗高溫氧化腐蝕和改善基體與陶瓷涂層物理相容性的作用。MCrAlY(M:Ni、Co或Ni+Co)是目前熱障涂層普遍采用的一種粘結層材料。而鎳-鉬鍍層與純鎳相比具有較低的析氫超電勢、良好的硬度、耐磨性、耐蝕性、耐高溫等，在氯堿工業(yè)、冶金、機械、石油、化工、電子等諸多領域有著廣泛的應用前景。通常使用鎳鹽和含鉬雜多酸鹽共沉積得到鎳-鉬鍍層。例如，連鴻丹等采用的鍍液為NiSO4 ·6Η20 14 16g/L、Na2MoO4 · 2H20 710 810g/L、檸檬酸鈉20 24g/L、四硼酸鈉7 8g/L、次亞磷酸鈉17 20g/L、十二烷基硫酸鈉0. 2 0. 4g/L、l，4- 丁炔二醇0. 6 0. 9g/L。楊靜等人采用的鍍液的主要成分為lmol/L NiCl2 · 6H20、lmol/L H3BO3>1 Oml/L HCl和10_4mol/L十二烷基硫酸鈉，分別添加2g/L不同類型雜多酸鹽。所用的含鉬雜多酸鹽有&Mo04、(NH4)3Mo7O24 · 4H20、(NH4) 3ΡΜο12 040 禾口 [C3R3(NH2)3] H4PMo11VO40 · ηΗ20。目前關于鎳-鉬鍍層制備的報道見李凝等，中國稀土學報，2009，27 (2):251 255，其硬度為525HV。在鎳-鉬鍍層制備過程中，由于鉬酸根離子很敏感，容易發(fā)生聚合反應，這種聚合反應將會阻礙電還原鉬的進行，從而導致鍍層的硬度降低的問題產生。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是為了解決上述的技術問題而提供一種鎳-鉬鍍層的制備方法。本發(fā)明的技術方案
一種鎳-鉬鍍層的制備方法，即采用鍍件作為陰極，鎳板做陽極并同時提供沉積鎳-鉬鍍層的鎳源，在PH值為3 6的含鉬雜多酸鹽、氟化物、絡合劑和氯化物的電鍍液中進行電鍍，最終得到鎳-鉬鍍層，其具體包括如下步驟 (1)、電鍍液的配制
將鉬雜多酸鹽、氟化物、絡合劑、氯化物溶解于水中，然后用濃度為1(Γ20% (質量分數) 的碳酸鈉水溶液調節(jié)PH值為3 6，即得ρΗ值為3 6的含鉬雜多酸鹽、氟化物、絡合劑及氯化物的電鍍液；
上述的所得的PH值為3 6的含鉬雜多酸鹽、氟化物、絡合劑及氯化物的電鍍液中鉬雜多酸鹽、氟化物、絡合劑和氯化物的濃度分別為l(T800g/L、l(T200g/L、5 100g/L和 10 300g/L ；所述的鉬雜多酸鹽為鉬酸鈉、鉬酸、鉬酸銨及磷鉬酸銨中的一種或兩種以上的混合
物；
氟化物為氟化鈉、氟化鉀、氟化氫、氟化銨及氟化硼中的一種或兩種以上的混合物； 絡合劑為甲酸、乙酸、蘋果酸、檸檬酸、草酸、酒石酸、乳酸、氨基乙酸、羥基乙酸及丁二酸中的一種或兩種以上的混合物；
氯化物為氯化鈉、氯化鉀及氯化銨中的一種或兩種以上的混合物；
(2)、鍍件的預處理
將待鍍鍍件用(Γ6#金相砂紙進行打磨后，用自來水、去離子水沖洗后；再超聲除油、 熱水清洗、自來水沖洗、去離子水沖洗；再用濃度為10% (質量分數)的稀鹽酸浸蝕Hmin 后，用去離子水沖洗干凈盡可；
(3)、鍍件的電鍍
將步驟(2)預處理后的待鍍鍍件作為陰極，鎳板為陽極并同時提供沉積鎳-鉬鍍層的鎳源，放入步驟(1)所得的ρΗ值為3 6的含鉬雜多酸鹽、氟化物、絡合劑及氯化物的電鍍液中進行電鍍；
上述的電鍍過程控制電流密度為10 30A/dm2，溫度為20 60°C，攪拌轉速為100 600rpm，施鍍時間為30 120min ；
(4)、電鍍完畢后，鍍件用水沖洗，風干，即得表面含有鎳-鉬鍍層的電鍍件。本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明的一種鎳-鉬鍍層的制備方法，由于采用了鎳板做陽極和提供沉積鎳-鉬鍍層的鎳源，即鍍液中不使用鎳鹽，同時用氟化物減少會阻礙電還原鉬的進行的鉬酸根離子的聚合反應，因此所得的鎳-鉬鍍層的硬度明顯提高，最終硬度為550 600HV。另外，本發(fā)明的一種鎳-鉬鍍層的制備方法最終所獲得的鎳-鉬鍍層，用德國耐馳有限公司生產的DIL 402C熱膨脹儀測定，鎳-鉬鍍層的熱膨脹系數比鎳的熱膨脹系數小， 在13 X lOj1 5. 2 X ΙΟΙ1范圍之間。
具體實施例方式下面通過實施例對本發(fā)明進一步闡述，但并不限制本發(fā)明。鎳-鉬鍍層的硬度測定方法，見劉小珍等，光譜實驗室，2011J8 (1),384-387 ； 鎳-鉬鍍層的熱膨脹系數測定方法，見德國耐馳有限公司DIL 402C熱膨脹儀使用說明書。本發(fā)明所用的測定儀器
40IMVD數顯顯微維氏硬度計，沃伯特測量儀器(上海)有限公司生產； DIL 402C熱膨脹儀，德國耐馳有限公司生產。本發(fā)明所用的待鍍鍍件為規(guī)格為80mmX80mmX0. 5mm的鎳板、鎳合金板及鋼板。實施例1
一種鎳-鉬鍍層的制備方法，具體包括如下步驟 (1)、電鍍液的制備
在2L的燒杯中加入IOg鉬酸鈉、IOg氟化鈉、2g甲酸、3g檸檬酸、IOg氯化鈉，加950mL 水溶解，形成鉬酸鈉-氟化鈉-甲酸-檸檬酸-氯化鈉混合液，用濃度為10% (質量分數)的碳酸鈉水溶液調節(jié)溶液PH值為3，移入IL容量瓶中，用水稀釋至刻度，制得pH值為3的含鉬雜多酸鹽、氟化物、絡合劑及氯化物的電鍍液；
(2)、鍍件的預處理
將待鍍鎳板用0 6#金相砂紙進行打磨后，用自來水、去離子水沖洗后；再超聲除油、 熱水清洗、自來水沖洗、去離子水沖洗；再用濃度為10% (質量分數)的稀鹽酸浸蝕Hmin 后，用去離子水沖洗干凈盡可；
(3)、鍍件的電鍍
將步驟(1)所得的PH值為3的含鉬雜多酸鹽、氟化物、絡合劑及氯化物的電鍍液轉入2L的燒杯中，將步驟(2)預處理后的80mmX80mmX0. 5mm的待鍍鎳板鍍件作為陰極， 150mmX IOOmmX2mm的電解鎳板為陽極，放入燒杯的pH值為3的含鉬雜多酸鹽、氟化物、絡合劑及氯化物的電鍍液中進行電鍍，電鍍過程中控制攪拌轉速為lOOrpm，電流密度為IOA/ dm2，溫度為20°C，施鍍時間為30min ；
(4)、鍍件的烘干
取出鍍件，用水沖洗凈，風干，即得表面含有鎳-鉬鍍層的電鍍件。上述所得的表面含有鎳-鉬鍍層的電鍍件經401MVD數顯顯微維氏硬度計檢測， 其鎳-鉬鍍層的硬度為550HV ；經DIL 402C熱膨脹儀測定，其鎳-鉬鍍層的熱膨脹系數為 13X10" 6K^10實施例2
一種鎳-鉬鍍層的制備方法，具體包括如下步驟
(1)、電鍍液的制備
在2L的燒杯中加入800g磷鉬酸銨、IOOg氟化鉀、50g酒石酸、50g氯化鉀，50g氯化銨， 加930mL水溶解，形成磷鉬酸銨-氟化鉀-酒石酸-氯化鉀-氯化銨混合液，用濃度為20% (質量分數)的碳酸鈉水溶液調節(jié)溶液PH值為6，移入IL容量瓶中，用水稀釋至刻度，制得 PH值為6的含鉬雜多酸鹽、氟化物、絡合劑及氯化物的電鍍液；
(2)、鍍件的預處理
將待鍍鎳合金板用(Γ6#金相砂紙進行打磨后，用自來水、去離子水沖洗后；再超聲除油、熱水清洗、自來水沖洗、去離子水沖洗；再用濃度為10% (質量分數)的稀鹽酸浸蝕廣aiiin后，用去離子水沖洗干凈盡可；
(3)、鍍件的電鍍
將步驟(1)所得的pH值為6的含鉬雜多酸鹽、氟化物、絡合劑及氯化物的電鍍液轉入 2L的燒杯中，將步驟(2)預處理后的80mmX80mmX0. 5mm的待鍍鎳合金板鍍件作為陰極， 150mmX IOOmmX2mm的電解鎳板為陽極，放入燒杯的pH值為6的含鉬雜多酸鹽、氟化物、絡合劑及氯化物的電鍍液中進行電鍍，電鍍過程中控制攪拌轉速為600rpm，電流密度為30A/ dm2，溫度為60°C，施鍍時間為120min ；
(4)、鍍件的烘干
取出鍍件，用水沖洗凈，風干，即得表面含有鎳-鉬鍍層的電鍍件。上述所得的表面含有鎳-鉬鍍層的電鍍件經40IMVD數顯顯微維氏硬度計檢測，其鎳-鉬鍍層的硬度為561.8 HV;經DIL 402C熱膨脹儀測定，其鎳-鉬鍍層的熱膨脹系數為 5. 2X10" 6IT1。
實施例3
一種鎳-鉬鍍層的制備方法，具體包括如下步驟
(1)、電鍍液的制備
在2L的燒杯中加入200g鉬酸銨、200g鉬酸、200g氟化銨、IOOg草酸、300g氯化銨，加 930mL水溶解，形成鉬酸銨-鉬酸-氟化銨-草酸-氯化銨混合液，用濃度為20% (質量分數)的碳酸鈉水溶液調節(jié)溶液PH值為5，移入IL容量瓶中，用水稀釋至刻度，制得pH值為 5的含鉬雜多酸鹽、氟化物、絡合劑及氯化物的電鍍液；
(2)、鍍件的預處理
將待鍍鍍件用0 6#金相砂紙進行打磨后，用自來水、去離子水沖洗后；再超聲除油、熱水清洗、自來水沖洗、去離子水沖洗；再用濃度為10% (質量分數)的稀鹽酸浸蝕Hmin后， 用去離子水沖洗干凈盡可；
(3)、鍍件的電鍍
將步驟(1)所得的PH值為5的含鉬雜多酸鹽、氟化物、絡合劑及氯化物的電鍍液轉入2L的燒杯中，將步驟(2)預處理后的80mmX80mmX0. 5mm的待鍍鋼板鍍件作為陰極， 150mmX IOOmmX2mm的電解鎳板為陽極，放入燒杯的pH值為5的含鉬雜多酸鹽、氟化物、絡合劑及氯化物的電鍍液中進行電鍍，電鍍過程中控制攪拌轉速為400rpm，電流密度為20A/ dm2，溫度為40°C，施鍍時間為45min ；
(4)、鍍件的烘干
取出鍍件，用水沖洗凈，風干，即得表面含有鎳-鉬鍍層的電鍍件。上述所得的表面含有鎳-鉬鍍層的電鍍件經40IMVD數顯顯微維氏硬度計檢測，其鎳-鉬鍍層的硬度為558. 2HV ；經DIL 402C熱膨脹儀測定，其鎳_鉬鍍層的熱膨脹系數為 6. 7X10" 6IT1。以上所述內容僅為本發(fā)明構思下的基本說明，而依據本發(fā)明的技術方案所作的任何等效變換，均應屬于本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種鎳-鉬鍍層的制備方法，采用鍍件作為陰極，其特征在于采用鎳板做陽極并同時提供沉積鎳-鉬鍍層的鎳源，在PH值為3 6的含鉬雜多酸鹽、氟化物、絡合劑及氯化物的電鍍液中進行電鍍，最終得到鎳-鉬鍍層。
2.如權利要求1所述的一種鎳-鉬鍍層的制備方法，其特征在于所述的PH值為3 6 的含鉬雜多酸鹽、氟化物、絡合劑及氯化物的電鍍液的制備步驟如下將鉬雜多酸鹽、氟化物、絡合劑、氯化物溶解于水中，然后用碳酸鈉水溶液調節(jié)PH值為 3 6，即得pH值為3 6的含鉬雜多酸鹽、氟化物、絡合劑和氯化物的電鍍液；上述的所得的電鍍液中鉬雜多酸鹽、氟化物、絡合劑和氯化物的濃度分別為l(T800g/ L、10 200g/L、5 100g/L 和 10 300g/L ；所述的鉬雜多酸鹽為鉬酸鈉、鉬酸、鉬酸銨及磷鉬酸銨中的一種或兩種以上的混合物；所述的氟化物為氟化鈉、氟化鉀、氟化氫、氟化銨及氟化硼中的一種或兩種以上的混合物；所述的絡合劑為甲酸、乙酸、蘋果酸、檸檬酸、草酸、酒石酸、乳酸、氨基乙酸、羥基乙酸及丁二酸中的一種或兩種以上的混合物；所述的氯化物為氯化鈉、氯化鉀及氯化銨中的一種或兩種以上的混合物。
3.如權利要求1或2所述的一種鎳-鉬鍍層的制備方法，其特征在于所述的電鍍，即控制電流密度為10 30A/dm2，溫度為20 60°C，攪拌轉速為100 600rpm，時間為30 120min進行電鍍。
4.如權利要求3所述的一種鎳-鉬鍍層的制備方法，其特征在于所述的待鍍鍍件為鎳板、鎳合金板或鋼板。
全文摘要
本發(fā)明公開一種鎳-鉬鍍層的制備方法，即將鉬雜多酸鹽、氟化物、絡合劑、氯化物溶解于水中，然后用碳酸鈉調節(jié)溶液pH值，制成pH值為3～6的含鉬雜多酸鹽、氟化物、絡合劑及氯化物的電鍍液后；將預處理后的待鍍鍍件作為陰極，鎳板為陽極，放入pH值為3～6的含鉬雜多酸鹽、氟化物、絡合劑及氯化物的電鍍液中進行電鍍，電鍍完畢后，鍍件用水沖洗，風干，即得表面含有鎳-鉬鍍層的電鍍件。最終所得的鎳-鉬鍍層的硬度明顯提高，熱膨脹系數下降，最終硬度為550~600HV，熱膨脹系數在13×10-6K-1～5.2×10-6K-1范圍。
文檔編號C25D17/10GK102409374SQ20111038277
公開日2012年4月11日 申請日期2011年11月28日 優(yōu)先權日2011年11月28日
發(fā)明者劉小珍, 朱良偉, 羅一凡, 耿建強 申請人:上海應用技術學院