高耐蚀的钢基表面复合镀层材料的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及复合镀层材料，具体地说是一种高耐蚀的钢基表面复合镀层材料。
【背景技术】
[0002]复合镀层技术是改善材料表面性能的有效途径之一，而且复合镀层技术具有工艺简单，成本低，可以在常温下操作，不影响主体材料内部性质等优点，因而在材料的研究和开发中占有重要地位。钢铁材料的失效大多发生在材料的表面，如材料的疲劳、腐蚀和磨损对材料的表面结构和性能极其敏感，材料表面的结构和性能直接影响钢铁材料的整体性能。复合镀技术作为材料表面强化的一种手段，因其镀层具有的高硬度、耐磨性、自润滑性、耐蚀性、特殊的装饰外观以及电接触、电催化等功能而倍受人们的关注。
[0003]化学镀N1-P二元合金镀层具有良好的均匀性、硬度、耐磨、耐蚀等综合物理化学性能，已经在材料、机械、化工等工业领域得到广泛的应用。但是，随着科技的发展及现代工业的飞速前进，N1-P 二元合金镀层的性能已不能够满足各行业对材料日益增长的需要，故在二元合金镀层的基础上添加第三种金属成分，即得到了以N1-P为基的三元合金，其导电、耐蚀、耐热、耐磨等多种性能比较其二元合金均有更大的增强。在化学镀N1-P的合金镀液中加入适量的锌盐(硫酸锌、氯化锌)，可得到N1-Zn-P三元合金镀层，可以用于耐蚀性能要求高和形状复杂的各种工件上，其导电、磁性、耐磨、耐热、耐蚀等性能较之二元合金均有了很大的提尚。
[0004]纳米材料科学的发展为复合镀层的发展带来了新的机遇。通过在化学镀液中加入纳米粒子来制备纳米复合镀层，其用途更加多样化，具有良好的应用前景。纳米颗粒作为第二相粒子对镀层有强化作用，颗粒越细，强化作用越强。通过化学沉积方法将纳米级固体颗粒包覆于N1- P合金镀层中，由于纳米颗粒对位错和晶界的钉扎作用，可以抑制晶粒的高温长大，有望所获得的纳米复合镀层在热稳定性、耐磨性和硬度等方面可以进一步提高。
[0005]因此，提尚钢铁材料的表面性能，得到尚耐蚀性、尚耐磨性和尚硬度的钢基表面复合镀层材料，扩大其应用范围，尤其在工业、海洋等苛刻腐蚀环境中的应用尤为重要。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型目的在于提供一种高耐蚀性、高耐磨性和高硬度的钢基表面复合镀层材料，扩大了碳钢的应用范围，尤其在工业、海洋等苛刻腐蚀环境中的应用。
[0007]为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是:
[0008]—种高耐蚀的钢基表面复合镀层材料，包括碳钢基体和碳钢基体表面的化学镀复合镀层，碳钢基体表面的化学镀复合镀层结构由内到外依次为= N1-P镀层、N1-P-纳米S12镀层、N1-Zn-P镀层和N1-P镀层。
[0009]采用上述技术方案的本实用新型，与现有技术相比，其优点和有益效果是:
[0010]N1-P镀层是具有优良防腐蚀性能镀层;紧邻N1-P镀层的N1-P-纳米S12镀层，由于纳米S12的加入，显著提高N1-P镀层的硬度，增加耐磨性;三元合金镀层N1-Zn-P镀层中Zn的加入起到牺牲阳极的作用，发生腐蚀时Zn优先于Ni和碳钢基体腐蚀，保护了N1-P镀层和基体材料。复合镀层采用N1-P镀层、N1-P-纳米S12镀层、N1-Zn-P镀层和N1-P镀层的顺序，外层N1-P镀层和N1-Zn-P镀层具有高耐蚀性，中间层N1-P-纳米S12镀层具备高硬度、耐磨性和耐蚀性好的优点，内层N1-P镀层起到与钢基结合强度高和耐蚀性的作用。因此，本实用新型提供了一种高耐蚀性、高耐磨性和高硬度的钢基表面复合镀层材料，扩大了碳钢的应用范围，尤其在工业、海洋等苛刻腐蚀环境中的应用。
[0011 ]作为优选，本实用新型更进一步的技术方案是:
[0012]所述的N1-P镀层有两层，一层位于碳钢基体表面，一层位于最外层，紧邻N1-Zn-P链层。
[0013]所述的内层和最外层N1-P镀层厚度为5?ΙΟμπι。
[0014]所述的N1-P-纳米S12镀层厚度为10?20_。
[0015]所述的N1-Zn-P镀层厚度为10?20μπι。
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型实施例的结构示意图；
[0017]图中:1-碳钢基体;2-内层N1-P镀层;3-N1-P-纳米S12镀层;4-N1-Zn-P镀层，5-外层N1-P镀层。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图给出的实施例对本实用新型作进一步阐述，但实施例不对本实用新型构成任何限制。
[0019]参见图1，一种高耐蚀的钢基表面复合镀层材料，由碳钢基体I和碳钢基体I表面的复合镀层构成，碳钢基体I选取Q235低碳钢，大小为20 X 25X0.9mm3;复合镀层结构由内到外依次为:内层N1-P镀层2、N1-P-纳米S12镀层3、N1-Zn-P镀层4，外层N1-P镀层5;内外N1-P镀层2位于碳钢基体I表面，外层N1-P镀层5紧邻N1-Zn-P镀层4。
[0020]本实施例中，内层N1-P镀层2为5?10ym，N1-P-纳米S12镀层3为10?20ym，N1-Zn-P镀层4为10?20μπι，外层N1-P镀层5为5?ΙΟμπι;复合镀层总厚度为30?50μπι;镀层硬度为600?800HV，耐盐雾试验时间超过180小时。
[0021]以上所述仅为本实用新型较佳可行的实施例而已，并非因此局限本实用新型的权利范围，凡运用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变化，均包含于本实用新型的权利范围之内。
【主权项】
1.一种高耐蚀的钢基表面复合镀层材料，包括碳钢基体和碳钢基体表面的化学镀复合镀层，其特征在于:碳钢基体表面的化学镀复合镀层结构由内到外依次为:N1-P镀层、N1-P-纳米S12镀层、N1-Zn-P镀层和N1-P镀层。2.按照权利要求1所述的高耐蚀的钢基表面复合镀层材料，其特征在于:N1-P镀层的厚度分别为5?ΙΟμπι。3.按照权利要求1所述的高耐蚀的钢基表面复合镀层材料，其特征在于:所述的N1-P-纳米S12镀层厚度为10?20μπι。4.按照权利要求1所述的高耐蚀的钢基表面复合镀层材料，其特征在于:所述的N1-Zn-P镀层厚度为10?20μηι。
【专利摘要】本实用新型涉及复合镀层材料，具体地说是一种高耐蚀的钢基表面复合镀层材料。包括碳钢基体和碳钢基体表面的化学镀复合镀层，碳钢基体表面的化学镀复合镀层结构由内到外依次为：Ni-P镀层、Ni-P-纳米SiO2镀层、Ni-Zn-P镀层和Ni-P镀层。其中Ni-P镀层具有优良的防腐蚀性；由于纳米SiO2的加入，Ni-P-纳米SiO2镀层可以显著提高Ni-P镀层的硬度；三元合金镀层Ni-Zn-P镀层中Zn的加入可以明显提高耐蚀性，发生腐蚀时Zn优先于Ni和碳钢基体腐蚀，保护了基体材料。因此，本实用新型提高了碳钢的耐蚀耐磨性能，扩大了碳钢的应用范围，尤其在工业、海洋等苛刻腐蚀环境中的应用。
【IPC分类】C23C18/32, C23C18/50
【公开号】CN205347570
【申请号】CN201620014961
【发明人】赵丹, 徐旭仲
【申请人】华北理工大学
【公开日】2016年6月29日
【申请日】2016年1月8日