一種金屬材料表面復(fù)合鍍過(guò)程中陶瓷顆粒的分散方法與流程

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本發(fā)明屬于金屬表面處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種金屬材料表面復(fù)合鍍過(guò)程中陶瓷顆粒的分散方法。

背景技術(shù)：

復(fù)合鍍，是將陶瓷微粒引入金屬鍍層中，使陶瓷微粒獨(dú)特的物理化學(xué)性能和金屬鍍層性能的結(jié)合，形成具有高硬度，耐磨減磨的復(fù)合金屬鍍層技術(shù)，廣泛用于高耐磨環(huán)境中。由于陶瓷微粒與水溶液不相容，陶瓷顆粒在水溶液中或沉淀，或團(tuán)聚，導(dǎo)致鍍層組織中的顆粒分散不均，或者鍍層組織中顆粒含量達(dá)不到預(yù)期效果。同時(shí)，由于陶瓷顆粒在鍍液施鍍過(guò)程中也會(huì)被施鍍，無(wú)形的增加了鍍液的承載量，降低鍍液壽命，容易導(dǎo)致鍍液提前分解失效。

對(duì)此問(wèn)題常使用陶瓷顆粒的分散穩(wěn)定技術(shù)來(lái)解決。復(fù)合鍍層陶瓷微粒的分散的常用方法有物理方法和化學(xué)方法。物理方法主要有機(jī)械攪拌或者超聲分散等，但效果不盡如意，并且對(duì)基體的施鍍過(guò)程有干擾。化學(xué)方法就是使用化學(xué)分散劑或穩(wěn)定劑，即在鍍液中加入分散劑或穩(wěn)定劑達(dá)到顆粒分散并懸浮在鍍液中。常用的分散劑是表面活性劑，如十二烷基硫酸鈉等；穩(wěn)定劑多為有機(jī)高聚物，如聚乙烯醇，通過(guò)改變鍍液粘度等使顆粒懸浮。但這些分散劑或穩(wěn)定劑本身不是鍍液必需物質(zhì)，常常會(huì)影響鍍層本身的性能，比如，鍍層的致密性、鍍層的內(nèi)應(yīng)力等，導(dǎo)致鍍層出現(xiàn)服役期鼓包、脫皮等現(xiàn)象。同時(shí)特別需要注意，當(dāng)加入分散劑的量不足或過(guò)大時(shí)，可能引起絮凝添加量較小，控制不當(dāng)，會(huì)出現(xiàn)絮凝現(xiàn)象。因此使用表面活性劑或者有機(jī)高聚物得到顆粒在鍍液中的分散或者穩(wěn)定，效果也常常不理想。在復(fù)合鍍(包括電鍍、電刷鍍、化學(xué)鍍、滾鍍等)技術(shù)中陶瓷顆粒的分散和穩(wěn)定是關(guān)鍵技術(shù)之一，是復(fù)合鍍技術(shù)中的難點(diǎn)，是必須解決的一個(gè)問(wèn)題。

本專利涉及的復(fù)合鍍層陶瓷微粒分散技術(shù)，是使用的銨類化合物，通過(guò)NH₄⁺與陶瓷微粒的結(jié)合，一方面能夠使陶瓷顆粒在鍍液中均勻分散并且穩(wěn)定懸浮，同時(shí)減少和避免陶瓷微粒被施鍍，不影響鍍液的承載量，避免鍍液因陶瓷顆粒的加入導(dǎo)致的提前分解現(xiàn)象，延長(zhǎng)鍍液使用壽命，降低施鍍成本；同時(shí)由于此類物質(zhì)可以產(chǎn)生NH₄⁺結(jié)構(gòu)，這本身是鍍液中金屬離子絡(luò)合組元之一，有利于鍍液重金屬離子的穩(wěn)定性，避免對(duì)鍍層性能的影響，有利于鍍層性能的提高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有復(fù)合鍍陶瓷顆粒分散技術(shù)的不足，提供了一種金屬材料表面復(fù)合鍍過(guò)程中陶瓷顆粒的分散方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：

(1)制備鍍液：調(diào)整鍍液pH值為5-10，溫度為50-95℃，準(zhǔn)備化學(xué)鍍或電鍍；

(2)制備陶瓷顆粒漿體：陶瓷顆粒分散于蒸餾水中，加入分散劑，超聲攪拌，混合均勻后得到陶瓷顆粒漿體；

(3)施鍍：將陶瓷顆粒漿體加入到鍍液中，放入金屬材料施鍍件，進(jìn)行化學(xué)鍍或電鍍。

步驟(1)中所述鍍液中的金屬以鎳離子為主，還含有鈷離子、銅離子、鎢離子、錫離子、鉬離子中的一種或幾種；陰離子為次磷酸根離子或硼酸根離子。

步驟(2)所述陶瓷顆粒為氮化硅顆粒、氮化硼顆粒、碳化硅微粒、金剛石微粒、碳化硼微粒中的一種。

步驟(2)所述分散劑為氯化銨、硫酸銨、硝酸銨、碳酸銨、氨水、溴化銨、磷酸銨、次磷酸銨中的一種或幾種組合。

步驟(2)所述陶瓷顆粒漿體濃度是5-500g/L的漿體，分散劑在漿體中的含量是0.5-500g/L。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明涉及的復(fù)合鍍過(guò)程中陶瓷微粒分散方法，使用的銨類化合物為分散劑，一方面能夠使陶瓷顆粒在鍍液中均勻分散并且穩(wěn)定懸浮，同時(shí)減少和避免陶瓷微粒被施鍍，不影響鍍液的承載量，避免鍍液因陶瓷顆粒的加入導(dǎo)致的提前分解現(xiàn)象，延長(zhǎng)鍍液使用壽命，降低施鍍成本；同時(shí)由于銨類化合物可以產(chǎn)生-NH結(jié)構(gòu)，為鍍液中金屬離子絡(luò)合組元之一，有利于鍍液重金屬離子的穩(wěn)定性，避免對(duì)鍍層性能的影響，有利于鍍層性能的提高。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供了一種金屬材料表面復(fù)合鍍過(guò)程中陶瓷顆粒的分散方法，下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明，但不能理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。任何熟悉該領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)上述本發(fā)明內(nèi)容對(duì)本發(fā)明所做的一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整，都應(yīng)該涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

實(shí)施例1