金屬-鍍層復合物及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種金屬-鍍層復合物及其制備方法，包括：金屬基體；以及鍍層，所述鍍層形成于所述金屬基體的表面上，其中，所述鍍層含有Fe、Zn和Al2O3。根據(jù)本發(fā)明實施例的金屬-鍍層復合物具有較高的硬度和優(yōu)良的耐腐蝕性能。
【專利說明】金屬-鍍層復合物及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于表面處理【技術(shù)領(lǐng)域】，具體而言，本發(fā)明涉及一種金屬-鍍層復合物及 其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 電刷鍍工藝是再制造技術(shù)中的重要組成部分，具有設(shè)備簡單，工藝靈活，鍍層沉積 效率高，可以制備單元和多元鍍層的優(yōu)點，同時鍍層晶粒尺寸可以達到納米級，具有納米晶 的優(yōu)異性能。因此在在失效部件的修復和新工件的表面強化方面發(fā)揮越來越重要的作用。 同時，鐵基鍍層作為一種綠色鍍層，相比較硬鉻鍍層、鎳基鍍層，具有沉積效率高，硬度高， 對環(huán)境污染小等優(yōu)點，因此具有廣闊的應(yīng)用前景。
[0003] 然而目前鐵基鍍層普遍采用酸性鍍液制備，由于在沉積過程中，析氫嚴重，氫原子 形成氫氣析出，會導致鍍層中產(chǎn)生大量氣孔、裂紋。同時，伴隨著沉積過程的進行，鍍液的pH 升高，會導致鍍層中產(chǎn)生Fe3+離子，導致鍍層夾雜嚴重。同時純鐵鍍層氧化性的缺陷是制約 鐵基鍍層廣泛使用的主要瓶頸，這些問題限制了鐵基鍍層的使用。因此制備鍍液穩(wěn)定、裂紋 密度小、硬度高，耐磨性好的高質(zhì)量鐵基鍍層具有重要的意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的 一個目的在于提出一種金屬-鍍層復合物及其制備方法，該金屬-鍍層復合物具有較高的 硬度和優(yōu)良的耐腐蝕性能。
[0005] 在本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提出了一種金屬-鍍層復合物，包括：
[0006] 金屬基體；以及
[0007] 鍍層，所述鍍層形成于所述金屬基體的表面上，
[0008] 其中，
[0009] 所述鍍層含有Fe、Zn和A1203。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明實施例的金屬-鍍層復合物通過在鍍層中添加鋅元素和氧化鋁，可以 顯著提高金屬-鍍層復合物的硬度和耐腐蝕性能。
[0011] 另外，根據(jù)本發(fā)明上述實施例的金屬-鍍層復合物還可以具有如下附加的技術(shù)特 征：
[0012] 在本發(fā)明的一些實施例中，所述金屬基體為選自鋼、銅合金和鋁合金中的至少一 種。
[0013] 在本發(fā)明的一些實施例中，所述鍍層的厚度為50?70微米。由此，可以顯著提高 金屬與基體間的結(jié)合力。
[0014] 在本發(fā)明的一些實施例中，所述鍍層含有90?93wt%的Fe、6?9wt%的Zn以及 lwt%的A1203。由此，可以顯著提高金屬-鍍層復合物的硬度和耐腐蝕性能。
[0015] 在本發(fā)明的一些實施例中，所述鍍層中A1203的平均晶粒尺寸為50納米。由此，可 以顯著提高金屬-鍍層復合物的硬度。
[0016] 在本發(fā)明的另一個方面，本發(fā)明提出了一種制備上述金屬-鍍層復合物的方法， 包括：
[0017] (1)利用活化液對金屬基體進行活化處理；以及
[0018] ⑵施加磁場，采用電刷鍍鍍筆蘸取鍍液，對經(jīng)過活化處理的金屬基體進行電刷 鍍，以便得到所述金屬-鍍層復合物，
[0019] 其中，
[0020] 所述鍍液含有：300?400g/L的氯化亞鐵、5?15g/L的氯化鋅、1?3g/L的抗壞 血酸、5?15g/L的硼酸、5?15g/L的氯化鉀、1?5g/L的硫脲、0. 1?lg/L的十二燒基三 甲基溴化銨以及5g/L的A1203。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明實施例的制備金屬-鍍層復合物的方法通過在鍍液中添加鋅鹽，可以 有效改善鐵應(yīng)力過大的問題，并且基于鋅的電位低，鐵的電位高，可以顯著提高鍍層的耐腐 蝕性和抗氧化性能，同時，鍍液中添加氧化鋁，可以顯著提高鍍層的硬度，并且有效降低了 鍍層的裂紋，另外，在電刷鍍過程中施加磁場，可以有效改善鍍層氣孔多，氣密性差的缺陷， 從而制備得到鍍層成分均勻、表面致密、硬度高和耐腐蝕性優(yōu)異的金屬-鍍層復合物。
[0022] 另外，根據(jù)本發(fā)明上述實施例的制備金屬-鍍層復合物的方法還可以具有如下附 加的技術(shù)特征：
[0023] 在本發(fā)明的一些實施例中，步驟（1)進一步包括：（1-1)利用第一活化液，在10? 12伏的電壓下，對所述金屬基體的表面進行第一活化處理；以及（1-2)利用第二活化液， 在14?18伏的電壓下，對經(jīng)過所述第一活化處理的金屬基體的表面進行第二活化處理，其 中，所述第一活化液為濃鹽酸和氯化鈉溶液的混合溶液，所述濃鹽酸的終濃度為25. 0ml/L， 所述氯化鈉的終濃度為140. lg/L，所述第二活化液為檸檬酸鈉、檸檬酸和氯化鎳的混合溶 液，所述檸檬酸鈉的終濃度為141. 2g/L，所述檸檬酸的終濃度為94. 2g/L，所述氯化鎳的終 濃度為3. Og/L。由此，可以有效對金屬基體表面進行活化處理。
[0024] 在本發(fā)明的一些實施例中，步驟（2)進一步包括：施加0. 3T的磁場，伴隨著攪拌， 采用電刷鍍鍍筆蘸取鍍液，在溫度為20攝氏度和電壓為8?10伏的條件下，以8?10米/ 分鐘的刷鍍速度對經(jīng)過所述活化處理的金屬基體進行刷鍍5分鐘，以便得到所述金屬-鍍 層復合物。由此，可以在金屬基體表面形成分布均勻、致密性良好的鍍層。
[0025] 在本發(fā)明的一些實施例中，所述制備金屬-鍍層復合物的方法進一步包括：（3)在 所述利用活化液對金屬基體進行活化處理之前，預先對所述金屬基體進行粗化處理和除油 處理。由此，可以顯著提高金屬基體與鍍層間的結(jié)合力。
[0026] 在本發(fā)明的一些實施例中，所述粗化處理是通過利用砂紙打磨所述金屬基體的表 面而進行的，其中，所述砂紙為選自320#、600#以及800#的至少之一。由此，可以有效除去 金屬基體表面的氧化層。
[0027] 在本發(fā)明的一些實施例中，所述除油處理是利用電凈液，在10?12伏的電壓下進 行的，其中，所述電凈液為氫氧化鈉、碳酸鈉、磷酸鈉和氯化鈉的混合溶液，所述氫氧化鈉的 終濃度為25. Og/L，所述碳酸鈉的終濃度為21. 7g/L，所述磷酸鈉的終濃度為50. Og/L，所述 氯化鈉的終濃度為2. 4g/L。由此，可以進一步提高金屬基體與鍍層間的結(jié)合力。
[0028] 在本發(fā)明的一些實施例中，所述制備金屬-鍍層復合物的方法進一步包括：(4)對 步驟（2)得到的所述金屬-鍍層復合物進行低溫退火。由此，可以進一步除去殘余應(yīng)力，并 提高金屬基體與鍍層間的結(jié)合強度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0029] 圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的金屬-鍍層復合物的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030] 圖2是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的制備金屬-鍍層復合物的方法的流程示意圖；
[0031] 圖3是根據(jù)本發(fā)明又一個實施例的制備金屬-鍍層復合物的方法的流程示意圖；
[0032] 圖4是根據(jù)本發(fā)明再一個實施例的制備金屬-鍍層復合物的方法的流程示意圖；
[0033] 圖5㈧是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的制備金屬-鍍層復合物的方法得到的金 屬-鍍層復合物的表面SEM譜圖；
[0034] 圖5(B)是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的制備金屬-鍍層復合物的方法得到的金 屬-鍍層復合物的界面SEM譜圖；
[0035] 圖5(C)是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的制備金屬-鍍層復合物的方法得到的金 屬-鍍層復合物的鍍層的EDX圖譜；
[0036] 圖6(A)是采用對比例的制備金屬-鍍層復合物的方法得到的金屬-鍍層復合物 的表面SEM譜圖；
[0037] 圖6(B)是采用對比例的制備金屬-鍍層復合物的方法得到的金屬-鍍層復合物 的界面SEM譜圖；
[0038] 圖6(C)是采用對比例的制備金屬-鍍層復合物的方法得到的金屬-鍍層復合物 的鍍層的EDX圖譜。

【具體實施方式】
[0039] 下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終 相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附 圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0040] 在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語"中心"、"縱向"、"橫向"、"長度"、"寬度"、 "厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"堅直"、"水平"、"頂"、"底" "內(nèi)"、"外"、"順時 針"、"逆時針"、"軸向"、"徑向"、"周向"等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或 位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必 須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0041] 此外，術(shù)語"第一"、"第二"僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性 或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或 者隱含地包括至少一個該特征。在本發(fā)明的描述中，"多個"的含義是至少兩個，例如兩個， 三個等，除非另有明確具體的限定。
[0042] 在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語"安裝"、"相連"、"連接"、"固定"等 術(shù)語應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連 接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi) 部的連通或兩個元件的相互作用關(guān)系，除非另有明確的限定。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。
[0043] 在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征"上"或"下"可以 是第一和第二特征直接接觸，或第一和第二特征通過中間媒介間接接觸。而且，第一特征在 第二特征"之上"、"上方"和"上面"可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或僅僅表示 第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征"之下"、"下方"和"下面"可以是 第一特征在第二特征正下方或斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0044] 在本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提出了一種金屬-鍍層復合物。下面參考圖1對本 發(fā)明實施例的金屬-鍍層復合物進行詳細描述。根據(jù)本發(fā)明的實施例，該金屬-鍍層復合 物包括金屬基體100和鍍層200,根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，鍍層200形成于金屬基體100 的表面上。
[0045] 根據(jù)本發(fā)明的實施例，金屬基體的具體種類并不受特別限制，根據(jù)本發(fā)明的具體 實施例，金屬基體可以為選自鋼、銅合金和鋁合金中的至少一種。根據(jù)本發(fā)明的實施例，鍍 層可以含有Fe、Zn和A1 203，根據(jù)本發(fā)明的具體示例，鍍層中可以含有90?93wt %的Fe、 6?9wt%的Zn以及l(fā)wt%的ΑΙΑ。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過在鍍層中添加鋅元素，可以利用鋅原 子硬度低來改善鐵應(yīng)力過大的問題，并且基于鋅的電位低，鐵的電位高可以顯著提高鍍層 的耐腐蝕性和抗氧化性能，同時，通過添加氧化鋁，可以顯著提高鍍層的硬度，并且有效降 低鍍層的裂紋，從而可以顯著提高金屬-鍍層復合物的硬度和耐腐蝕性能，并且發(fā)明人通 過大量實驗發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明組成的鍍層組成所得到的金屬-鍍層復合物的硬度和耐腐蝕性能 最佳。根據(jù)本發(fā)明的實施例，鍍層的厚度并不受特別限制，根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，鍍層 的厚度可以為50?70微米。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，若鍍層過厚，容易導致鍍層內(nèi)應(yīng)力變大同時與基 體結(jié)合較差，而鍍層較薄則耐蝕性差。根據(jù)本發(fā)明的實施例，氧化鋁的晶粒尺寸并不受特別 限制，根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，氧化鋁的平均晶粒尺寸可以為50納米。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，若硬 質(zhì)相氧化鋁晶粒尺寸過大，沉積過程中容易在鍍層中團聚，使得鍍層穩(wěn)定性較差，導致在使 用過程中硬質(zhì)相容易脫落使鍍層失效。
[0046] 在本發(fā)明的另一個方面，本發(fā)明提出了一種制備金屬-鍍層復合物的方法。下面 參考圖2-4對本發(fā)明實施例的制備金屬-鍍層復合物的方法進行詳細描述。根據(jù)本發(fā)明的 實施例，該方法包括：
[0047] S100 :利用活化液對金屬基體進行活化處理
[0048] 根據(jù)本發(fā)明的實施例，利用活化液對金屬基體進行活化處理。根據(jù)本發(fā)明的實施 例，金屬基體的具體種類并不受特別限制，根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，金屬基體可以為選自 鋼、銅合金和鋁合金中的至少一種。根據(jù)本發(fā)明的實施例，利用活化液對金屬基體繼續(xù)活化 處理進一步包括第一活化處理和第二活化處理。該步驟中，首先，利用第一活化液，在10? 12伏的電壓下，對金屬基體的表面進行第一活化處理，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，若電壓過高，會導致基 體侵蝕嚴重，影響基體的尺寸及表面性能；而電壓過低，活化效果不理想，無法有效去除基 體表面的氧化層。根據(jù)本發(fā)明的實施例，第一活化液的成分并不受特別限制，根據(jù)本發(fā)明的 具體實施例，第一活化液為濃鹽酸終濃度為25. 0ml/L、氯化鈉終濃度為140. lg/L的混合溶 液。由此，可以有效去除基體表面存在著氧化層、從而顯著提高鍍層與金屬基體間的結(jié)合 力。然后，利用第二活化液，在14?18伏的電壓下，對經(jīng)過第一活化處理的金屬基體的表 面進行第二活化處理，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，電壓過高會進一步腐蝕基體，過低則導致無法有效去除 基體表面所形成的活化層。根據(jù)本發(fā)明的實施例，第二活化液的成分并不受特別限制，根據(jù) 本發(fā)明的具體實施例，第二活化液為檸檬酸鈉終濃度為141. 2g/L、檸檬酸終濃度為94. 2g/ L和氯化鎳終濃度為3. Og/L的混合溶液。由此，可以有效去除金屬基體表面的疲勞層，從而 進一步提高金屬基體與鍍層間的結(jié)合力。具體地，第一活化處理和第二活化處理是將金屬 基體電壓反接的條件下進行的。
[0049] S200 :對經(jīng)過活化處理的金屬基體進行電刷鍍
[0050] 根據(jù)本發(fā)明的實施例，施加磁場，采用電刷鍍鍍筆蘸取鍍液，對經(jīng)過活化處理的金 屬基體進行電刷鍍，從而可以得到金屬-鍍層復合物。根據(jù)本發(fā)明的實施例，鍍液可以含 有：300?400g/L的氯化亞鐵、5?15g/L的氯化鋅、1?3g/L的抗壞血酸、5?15g/L的硼 酸、5?15g/L的氯化鉀、1?5g/L的硫脲、0. 1?lg/L的十二燒基三甲基溴化銨以及5g/ L的A1203。該步驟中，具體地，施加0. 3T的磁場，伴隨著攪拌，采用電刷鍍鍍筆蘸取鍍液，在 溫度為20攝氏度和電壓為8?10伏的條件下，以8?10米/分鐘的刷鍍速度對經(jīng)過活化 處理的金屬基體進行刷鍍5分鐘，從而可以得到金屬-鍍層復合物。
[0051] 根據(jù)本發(fā)明的實施例，鍍層可以含有Fe、Zn和A1203，根據(jù)本發(fā)明的具體示例，鍍層 中可以含有90?93wt%的Fe、6?9wt%的Zn以及l(fā)wt%的A1 203，例如，鍍層中夠可以含 有92. 31wt %的Fe、6. 84wt %的Zn以及0· 86wt %的A1203。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過在鍍層中添 加鋅元素，可以利用鋅原子硬度低來改善鐵應(yīng)力過大的問題，并且基于鋅的電位低，鐵的電 位高可以顯著提高鍍層的耐腐蝕性能，同時，通過添加氧化鋁，可以顯著提高鍍層的硬度， 并且有效降低鍍層的裂紋，從而可以顯著提高金屬-鍍層復合物的硬度和耐腐蝕性能，并 且發(fā)明人通過大量實驗發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明組成的鍍層組成所得到的金屬-鍍層復合物的硬度和 耐腐蝕性能最佳。根據(jù)本發(fā)明的實施例，鍍層的厚度并不受特別限制，根據(jù)本發(fā)明的具體實 施例，鍍層的厚度可以為50?70微米。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，若鍍層過厚，容易導致鍍層內(nèi)應(yīng)力變 大同時與基體結(jié)合較差，而鍍層較薄則耐蝕性差。根據(jù)本發(fā)明的實施例，氧化鋁的晶粒尺寸 并不受特別限制，根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，氧化鋁的平均晶粒尺寸可以為50納米。發(fā)明 人發(fā)現(xiàn)，若硬質(zhì)相氧化鋁晶粒尺寸過大，沉積過程中容易在鍍層中團聚，使得鍍層穩(wěn)定性較 差，導致在使用過程中硬質(zhì)相容易脫落使鍍層失效。
[0052] 根據(jù)本發(fā)明實施例的制備金屬-鍍層復合物的方法通過在鍍液中添加鋅鹽，可以 有效改善鐵應(yīng)力過大的問題，并且基于鋅的電位低，鐵的電位高，可以顯著提高鍍層的耐腐 蝕性和抗氧化性能，同時，鍍液中添加氧化鋁，可以顯著提高鍍層的硬度，并且有效降低了 鍍層的裂紋，另外，在電刷鍍過程中施加磁場，可以有效改善鍍層氣孔多，氣密性差的缺陷， 從而制備得到鍍層成分均勻、表面致密、硬度高和耐腐蝕性優(yōu)異的金屬-鍍層復合物。
[0053] 參考圖3,本發(fā)明實施例的制備金屬-鍍層復合物的方法進一步包括：
[0054] S300 :預先對金屬基體進行粗化處理和除油處理
[0055] 根據(jù)本發(fā)明的實施例，在利用活化液對金屬基體進行活化處理之前，預先對金屬 基體表面進行粗化處理和除油處理。根據(jù)本發(fā)明的實施例，進行粗化處理的具體方法并不 受特別限制，根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，粗化處理可以通過利用砂紙打磨金屬基體的表面 而進行的。具體地，可以采用320#、600#以及800#砂紙中的至少一種對金屬基體表面進行 打磨。由此，通過粗化處理可以去掉金屬基體表面的氧化物。根據(jù)本發(fā)明的實施例，除油 處理的條件并不受特別限制，根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，除油處理可以通過利用電凈液，在 10?12伏的電壓下進行。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，電凈液的目的主要是除去基體表面的油污，如果除 油過程中電壓過低會導致基體表面析氫較慢，油膜無法完全刺破，導致除油效果不理想；若 電壓過高，陽極溫度升高，導致陽極石墨氧化嚴重根據(jù)本發(fā)明的實施例，除油處理所使用的 電凈液的具體成分并不受特別限制，根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，電凈液為氫氧化鈉終濃度 為25. Og/L、碳酸鈉終濃度為21. 7g/L、磷酸鈉終濃度為50. Og/L和氯化鈉終濃度為2. 4g/L 的混合溶液。具體地，電凈液在通電條件下產(chǎn)生大量氫氣，可以刺破金屬基體表面的油膜， 從而實現(xiàn)除油的效果。
[0056] 參考圖4,本發(fā)明實施例的制備金屬-鍍層復合物的方法進一步包括：
[0057] S400 :低溫退火處理
[0058] 根據(jù)本發(fā)明的實施例，對S200得到的金屬-鍍層復合物進行低溫退火處理，從而 可以進一步除去殘余應(yīng)力，并且進一步提高金屬基體與鍍層間的結(jié)合強度。
[0059] 如上所述，根據(jù)本發(fā)明實施例的制備金屬-鍍層復合物的方法可以具有選自下列 的優(yōu)點至少之一：
[0060] 根據(jù)本發(fā)明實施例的制備金屬-鍍層復合物的方法通過在鍍液中添加一定含量 的Zn元素，利用鋅原子硬度小，協(xié)調(diào)鐵應(yīng)力過大的問題，同時鋅的電位低，而鐵的電位高， 因此可以顯著提高鐵基鍍層的耐蝕性；
[0061] 根據(jù)本發(fā)明實施例的制備金屬-鍍層復合物的方法通過在刷鍍過程中施加一定 強度的磁場，有效的改變了因為酸性鍍液的原因，導致刷鍍過程中析氫嚴重的情況，很好的 解決了鐵基鍍層氣孔多，致密性差的缺陷，制備的鍍層成分均勻，表面致密；
[0062] 根據(jù)本發(fā)明實施例的制備金屬-鍍層復合物的方法通過添加一定含量的硬質(zhì)相 納米氧化鋁，不僅使鍍層的硬度進一步提高，同時有效的降低了鍍層的裂紋；
[0063] 根據(jù)本發(fā)明實施例的制備金屬-鍍層復合物的方法使用的鍍液穩(wěn)定，可以放置較 長的時間而不會發(fā)生鍍液變質(zhì)失效；
[0064] 根據(jù)本發(fā)明實施例的制備金屬-鍍層復合物的方法可以作為改善鐵基鍍層的一 個有效手段，從而可以擴大鐵基鍍層的使用范圍。
[0065] 下面參考具體實施例，對本發(fā)明進行描述，需要說明的是，這些實施例僅僅是描述 性的，而不以任何方式限制本發(fā)明。
[0066] 實施例
[0067] 鍍液組成：400g/L的氯化亞鐵、6g/L的氯化鋅、0. 2g/L的抗壞血酸、10g/L的硼酸、 8g/L的氯化鉀、0. lg/L的硫脲、0. 4g/L的十二烷基二甲基溴化銨、5g/L的A1203(平均晶粒 尺寸為50nm);
[0068] 制備方法：
[0069] 首先利用320#、600#以及800#砂紙對金屬基體表面進行粗化處理，接著將金屬基 體電壓正接，利用電凈液對經(jīng)過粗化處理的金屬基體進行除油處理；然后將金屬基體電壓 反接，利用活化液對金屬基體進行活化處理，從而去除金屬基體表面的氧化層和疲勞層；接 著施加0. 3T的磁場，伴隨著攪拌，采用電刷鍍鍍筆蘸取鍍液，在溫度為20攝氏度和電壓為8 伏的條件下，以8?10米/分鐘的刷鍍速度對經(jīng)過活化處理的金屬基體進行刷鍍5分鐘， 從而可以得到金屬-鍍層復合物。
[0070] 如圖5(圖5㈧為金屬-鍍層復合物的表面SEM譜圖，圖5(B)為金屬-鍍層復合 物的界面SEM譜圖）可知，本發(fā)明得到的金屬-鍍層復合物的鍍層表面幾乎沒有裂紋，鍍層 比較緊密，并且金屬基體與鍍層間結(jié)合良好，圖5 (C)為金屬-鍍層復合物的鍍層的EDX能 譜，可知鍍層中鋅含量為6. 84wt%，納米顆粒氧化鋁含量為0. 86wt%，晶粒度為12. 31nm， 顯微硬度為640Hv。
[0071] 對比例
[0072] 鍍液組成：450g/L的氯化亞鐵、5g/L的硼酸、5g/L的氯化鈉、2g/L的抗壞血酸；
[0073] 制備方法：
[0074] 首先利用320#、600#以及800#砂紙對金屬基體表面進行粗化處理，接著將金屬基 體電壓正接，利用電凈液對經(jīng)過粗化處理的金屬基體進行除油處理；然后將金屬基體電壓 反接，利用活化液對金屬基體進行活化處理，從而去除金屬基體表面的氧化層和疲勞層；接 著伴隨著攪拌，采用電刷鍍鍍筆蘸取鍍液，在溫度為20攝氏度和電壓為8伏的條件下，以 8?10米/分鐘的刷鍍速度對經(jīng)過活化處理的金屬基體進行刷鍍5分鐘，從而可以得到金 屬 -鍍層復合物。
[0075] 如圖6(圖6㈧為金屬-鍍層復合物的表面SEM譜圖，圖6(B)為金屬-鍍層復合 物的界面SEM譜圖）可知，對比例得到的金屬-鍍層復合物的鍍層表面存在較為明顯裂紋， 并且金屬基體與鍍層間結(jié)合較差，圖6 (C)為金屬-鍍層復合物的鍍層的EDX能譜，可知鍍 層中鐵含量為93. 3wt%，顯微硬度為440Hv。
[0076] 在本說明書的描述中，參考術(shù)語"一個實施例"、"一些實施例"、"示例"、"具體示 例"、或"一些示例"等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特 點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不 必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任 一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技 術(shù)人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進行結(jié) 合和組合。
[0077] 盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例 性的，不能理解為對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對上述 實施例進行變化、修改、替換和變型。
【權(quán)利要求】
1. 一種金屬-鍍層復合物，其特征在于，包括： 金屬基體；以及 鍍層，所述鍍層形成于所述金屬基體的表面上， 其中， 所述鍍層含有Fe、Zn和A1203。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬-鍍層復合物，其特征在于，所述金屬基體為選自鋼、銅 合金和鋁合金中的至少一種。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬-鍍層復合物，其特征在于，所述鍍層的厚度為50?70 微米。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬-鍍層復合物，其特征在于，所述鍍層含有：90?93wt% 的 Fe、6 ?9wt% 的 Zn 以及 lwt% 的 A1203。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬-鍍層復合物，其特征在于，所述鍍層中A1203的平均晶 粒尺寸為50納米。
6. -種制備權(quán)利要求1-5任一項所述金屬-鍍層復合物的方法，其特征在于，包括： (1) 利用活化液對金屬基體進行活化處理；以及 (2) 施加磁場，采用電刷鍍鍍筆蘸取鍍液，對經(jīng)過活化處理的金屬基體進行電刷鍍，以 便得到所述金屬-鍍層復合物， 其中， 所述鍍液含有：300?400g/L的氯化亞鐵、5?15g/L的氯化鋅、1?3g/L的抗壞血酸、 5?15g/L的硼酸、5?15g/L的氯化鉀、1?5g/L的硫脲、0. 1?lg/L的十二燒基三甲基 溴化銨以及5g/L的A1203。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備金屬-鍍層復合物的方法，其特征在于，步驟（1)進一步 包括： (1-1)利用第一活化液，在10?12伏的電壓下，對所述金屬基體的表面進行第一活化 處理；以及 (1-2)利用第二活化液，在14?18伏的電壓下，對經(jīng)過所述第一活化處理的金屬基體 的表面進行第二活化處理， 其中， 所述第一活化液為濃鹽酸和氯化鈉溶液的混合溶液，所述濃鹽酸的終濃度為25. 0ml/ L，所述氯化鈉的終濃度為140. lg/L， 所述第二活化液為檸檬酸鈉、檸檬酸和氯化鎳的混合溶液，所述檸檬酸鈉的終濃度為 141. 2g/L，所述檸檬酸的終濃度為94. 2g/L，所述氯化鎳的終濃度為3. Og/L。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備金屬-鍍層復合物的方法，其特征在于，步驟（2)進一步 包括：施加〇. 3T的磁場，伴隨著攪拌，采用電刷鍍鍍筆蘸取鍍液，在溫度為20攝氏度和電壓 為8?10伏的條件下，以8?10米/分鐘的刷鍍速度對經(jīng)過所述活化處理的金屬基體進 行刷鍍5分鐘，以便得到所述金屬-鍍層復合物。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備金屬-鍍層復合物的方法，其特征在于，進一步包括： (3) 在所述利用活化液對金屬基體進行活化處理之前，預先對所述金屬基體進行粗化 處理和除油處理。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的制備金屬-鍍層復合物的方法，其特征在于，所述粗化處理 是通過利用砂紙打磨所述金屬基體的表面而進行的，其中，所述砂紙為選自320#、600#以 及800#的至少之一。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的制備金屬-鍍層復合物的方法，其特征在于，所述除油處理 是利用電凈液，在10?12伏的電壓下進行的， 其中， 所述電凈液為氫氧化鈉、碳酸鈉、磷酸鈉和氯化鈉的混合溶液，所述氫氧化鈉的終濃度 為25. Og/L，所述碳酸鈉的終濃度為21. 7g/L，所述磷酸鈉的終濃度為50. Og/L，所述氯化鈉 的終濃度為2. 4g/L。
12. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備金屬-鍍層復合物的方法，其特征在于，進一步包括： (4)對步驟（2)得到的所述金屬-鍍層復合物進行低溫退火。
【文檔編號】C25D5/06GK104087987SQ201410299900
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月27日
【發(fā)明者】崔秀芳, 金國, 侯丁丁 申請人:哈爾濱工程大學