用脉冲电源制备镍‑纳米金刚石耐磨强化复合镀层方法

摘要

本发明公开一种用脉冲电源制备镍‑纳米金刚石耐磨强化复合镀层方法。本发明镀液组分为NiSO₄·6H₂O 240g/L，NiCl₂·6H₂O 20g/L，H₃BO₃ 20g/L，纳米金刚石8g/L，电沉积工艺参数为45℃、pH＝4、电流密度为2A/dm²，在搅拌速度为10r/min的条件下电镀1h。采用SMD‑10型数控双脉冲电源，输出电流波形为方波，输出频率为5‑5000H_Z，占空比为0‑100％，最大输出峰值电流为10A。实验结果是：采用双脉冲镀层制备的镀层的硬度和弹性模量比相同条件下的直流电沉积制备的镀层硬度和弹性模量要高，正脉冲为50ms时复合镀层的硬度和弹性模量达到5.23GPa和197.38GPa，表面粗糙度值Ra为0.792μm。

主权项

一种用脉冲电源制备镍‑纳米金刚石耐磨强化复合镀层方法，其特征是，按照下述步骤进行：(1)机械抛光：先用三种不同粒度的刚玉砂轮磨平样品表面，再用三种不同粒度的海面砂轮，依次对样品表面进行抛光，抛光后样品表面粗糙度Ra在0.071μm‑0.050μm之间；然后用蒸馏水洗净，用冷风吹干样品；(2)化学除油：将放置除油液的容器放在恒温水浴中，在70℃条件下将样品放在除油液中除油2min，然后除油后的样品用蒸馏水洗净，用冷风吹干；化学除油液的组分及含量如下：NaOH 65g/L、Na₂CO₃ 17.5g/L、Na₃PO₄·12H₂O17.5g/L、Na₂SiO₃·9H₂O 5g/L，溶剂为水；(3)电化学除油：Q235A为阴极，铂钛网为阳极，放置在盛放电化学除油液的容器中，直流电流为0.2A，盛放电化学除油液的容器放置在温度为70℃的恒温水浴中，除油1min，然后除油后的样品用蒸馏水洗净；电化学除油液的组分及含量如下：NaOH 15g/L、Na₂CO₃ 55g/L、Na₃PO₄·12H₂O 35g/L、Na₂SiO₃·9H₂O 7.5g/L，溶剂为水；(4)电镀：纳米金刚石颗粒平均粒径为15nm，配成质量百分数为20％的纳米金刚石水溶液；电镀前先将纳米金刚石水溶液放在超声波清洗机中超声分散一个小时，然后加入镀液中，镀液中金刚石浓度为8g/L，搅拌速度10r/min条件下，进行复合电沉积；采用SMD‑10型数控双脉冲电源，输出电流波形为方波，输出频率为5‑5000H_Z，占空比为0‑100％，最大输出峰值电流为10A；电沉积工艺参数为45℃、pH＝4、电流密度为2A/dm²，电镀时间为1h；电镀结束后将样品取出用蒸馏水洗净表面，再用冷风吹干；镀液的组成及含量如下：NiSO₄·6H₂O 240g/L，NiCl₂·6H₂O 20g/L，H₃BO₃ 20g/L，纳米金刚石8g/L。