一种SiC增强镍钨磷化学镀层的制备方法

本发明属于表面镀覆，具体涉及一种sic增强镍钨磷化学镀层的制备方法。

背景技术：

1、ni-p镀层为非晶态合金镀层,具有高耐蚀、耐磨、均匀、可焊性、磁性屏蔽、高强度、高硬度、高导电性等优异性能，已广泛应用于汽车、航空、计算机、电子、机械、化工、轻工、石油工业等领域。随着现代社会工业化程度的不断加深，人们对镀层的性能有着更高的要求，尤其是在镀层的硬度和耐磨性等方面的要求更为严苛。

2、于是诸多学者加入了其他金属元素以满足其性能要求，加入钨元素制备ni-w-p镀层有着较好的耐蚀性并能降低镀件的表面孔隙率，在航空航天、医疗卫生方面得到广泛应用。在现已公开的发明专利中，比如在发明专利cn114059053a中，详细地记录了一种ni-w-p化学镀层的制备方法，但在其制备的镀层中w元素占比较低，镀液元素利用率不高，且其采用的细泡剂和深孔剂成分复杂。所以，ni-w-p化学镀仍有很大的改善空间。

3、而根据主体金属和分散微粒的不同，通过实验可制得有较高硬度，耐磨性，自润滑性，耐热性，耐腐蚀性及特殊装饰等功能性镀层。近年来，利用复合化学镀方法在金属材料表面获得高耐磨镀层的研究工作表明，弥散分布于复合镀层中的硬质微粒能提高材料表面的耐磨性能。而化学复合镀镀层的耐磨性与添加颗粒的硬度有关，sic颗粒由于具有高的硬度和稳定性，与ni-w-p金属形成复合镀层后其耐磨性可得到大幅度的提高。在现已公开的技术方案中，解决sic的沉积是成功进行化学镀的一个先决条件。如在发明专利cn1451782a中，以醇类高分子作为分散剂，在所制得的镀层上sic颗粒不明显，对碳化硅微粒的分散进行得不够彻底。因此，本发明提出以十二烷基硫酸钠作为分散剂，通过实验可研究发现它对碳化硅的分散作用更加明显。在发明专利cn104561949a采用九水合硅酸钠和聚乙二醇，通过电荷吸附作用吸附于碳化硅微粉表面，从而使其不发生团聚或沉降，但是其加入试剂繁多，操作复杂，对镀层性能的影响因素难以分析。在发明专利cn109371290a中，对sic进行了预镀敏化和高速均匀化等一系列分散处理，预处理产生的较高成本也是一大问题。

4、基于以上问题，本发明通过将碳化硅与十二烷基硫酸钠混合后调整ph，再进行充分的磁力搅拌，从而解决现有技术存在的问题。这种处理方式，有着操作简单、分散程度良好以及节省成本等特点，在实际工业生产生活中可得到广泛应用。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种sic增强镍钨磷化学镀层的制备方法，以工业上应用较广的q235钢为基材一次施镀制备而成，颗粒分散较均匀、镀层硬度高，制备的镀层具有结合力强，表面能低，孔隙率小的特点。

2、为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种sic增强镍钨磷化学镀层的制备方法，通过将钢基材放入ni-w-p-sic复合镀液中，经施镀、水洗和干燥处理后得到，所述ni-w-p-sic复合镀液包括ni-w-p镀液和sic分散剂，且所述ni-w-p-sic复合镀液的ph为5.8-6.2。

3、作为优选，所述ni-w-p镀液包括如下浓度的组分：niso4·7h2o：15-20g/l，nah2po2：15-25g/l，na3c6h5o7·3h2o：45g/l，c3h6o3：15g/l，c2h7no2：12g/l，na2wo4·2h2o：30g/l。

4、作为优选，所述ni-w-p镀液通过如下制备方法制备得到：先将niso4·7h2o和na3c6h5o7·3h2o混合后，加入nah2po4，搅拌均匀后得到混合溶液a；将c2h7no2和na2wo4·2h2o混合后，加入c3h6o3，搅拌均匀后得到混合溶液b，将混合溶液a与混合溶液b混合后得到ni-w-p镀液。

5、作为优选，所述sic分散剂包括如下浓度的组分：sic微粉：0.5-2g/l，c12h25nao4s：0.5-1g/l。

6、作为优选，所述sic分散剂通过如下制备方法制备得到：称量sic微粉和c12h25nao4s并溶解于水中，调节ph为2.0后，放入磁力搅拌器搅拌40min得到sic分散剂。

7、作为优选，所述钢材经过预处理，所述预处理的具体步骤如下：

8、s1、表面打磨抛光：依次用60#、80#、240#、400#、800#、1200#、1500#和2000#的水磨砂纸对基材表面进行打磨，打磨至表面没有明显划痕，完成后进行抛光处理和超声清洗；

9、s2、碱洗除油：将步骤s1得到的基材放入80-85℃的除油剂中恒温浸泡5-10min；

10、s3、水洗：将经过步骤s2碱洗除油后的基材在去离子水中浸泡10s；

11、s4、敏化：将经过步骤s3水洗后的基材在20％h2so4中敏化15-30s；

12、s5、水洗：将经过步骤s4敏化后的基材在去离子水中浸泡10s；

13、s6、活化：将经过步骤s5水洗后的基材在10％h2so4溶液中活化10-20s；s7、水洗：将经过步骤s6纯化后的基材在去离子水中浸泡10s。

14、作为优选，所述步骤s2中，除油剂包括如下浓度的组分：naoh：20-30g/l、na2co3：20-25g/l、na3po3：35-40g/l、c8h17c6h4(och2ch2)noh：4-6mol/l，其中c8h17c6h4(och2ch2)noh中，n＝5-10。

15、作为优选，所述施镀的具体步骤如下：将ni-w-p-sic复合镀液放入85℃-90℃的水浴锅中恒温加热，然后将基材放入ni-w-p-sic复合镀液中施镀60min，施镀的同时辅以超声振动。

16、作为优选，所述水洗的时间为10-15s，干燥的参数如下：温度为60-65℃，时间为30min。

17、与现有技术相比，本发明具有如下优点：

18、1、本发明sic增强镍磷镀层制备工艺，利用ni-w-p镀液和sic分散剂，成功地在金属试样表面沉积ni-w-p-sic镀层。在q235钢基材上形成牢固稳定的ni-w-p-sic镀层，且施镀过程中镀液稳定，无需搅拌就可得到均匀稳定的镀层。

19、2、sic是一种硬质陶瓷材料，具有很高的硬度、良好的耐磨性和化学稳定性，作为分散剂加入到镍磷镀层后，镀层中的sic颗粒较为均匀地镶嵌于胞体表面，从而极大等提升了镀层的硬度。此外，在磨损过程中，较小的载荷没有造成复合镀层大范围的剥落和破坏，复合镀层的高硬度足以抵抗这种轻微的磨粒磨损，而且在磨损过程中，镶嵌在复合镀层内部的sic颗粒裸露出来后可直接承受载荷，其高硬度和屈服极限使得复合镀层更耐磨，使得镀层整体呈现出更加良好的耐磨性，延长使用寿命。

20、3、本发明制备的ni-w-p-sic镀层，以ni-w-p镀层为底层，加入sic分散剂，具有比传统的ni-p化学镀层和ni-w-p镀层更高的硬度值，更长久的使用寿命，同时使得化学镀层的种类得到了进一步的丰富，镀层的性质得到了进一步的提升，本发明的镀层的能够适应许多复杂的环境，满足越来越高的材料性能方面的需求，提高了化学镀的应用工况和应用范围。