本发明涉及一种火炮身管电沉积co-re-cr纳米金刚石耐磨耐烧蚀镀层。
背景技术：
火炮射击时,身管的工作环境极为恶劣。由于发射药的燃烧，身管内部温度可达3000℃以上，高温会严重烧蚀身管；炮管内表层大约0.01-0.2毫米厚度的金属温度达到800-1000℃，发射后膛壁迅速冷却，膛内表层金属变硬变脆，熔点降低。越往炮口方向越薄。
除了环境问题,六价铬身管有很多缺点。此外,大多数硬铬表面充斥着表面裂缝进行了身管材料的界面。热气体生成在射击的武器,这些裂缝作为路径对高温和腐蚀性推进剂气体和微粒。结果都是随机的剥落和侵蚀的镀铬当火炮打响。进一步说,在电镀过程中,镀铬金属往往以不均匀的方式,尤其是大口径线膛炮身管，由于有膛线使得镀铬层不均匀，让整个身管厚度的变化，造成镀铬层剥落。
硬铬电镀工艺使工人接触到有毒的铬化合物，当与现代弹药一起使用时，硬铬作为枪膛涂层不能提供令人满意的性能。迄今为止，低温化学气相沉积涂applied涂层应解决环境问题和成本效益问题，同时满足现代中型和大口径弹药的性能要求。替换涂层材料被认为太昂贵，不满足性能要求或处理温度超过了身管的热处理极限。
中国专利申请号2019100839160公开了一种耐高温抗烧蚀合金，它以ni-b涂层作为合金的过渡层，并采用化学气相沉积法在ni-b涂层的表面沉积一层re-co合金涂层，所制备的合金具有较好的抗高温、耐烧蚀性能。该法设备昂贵，工艺复杂，化学气相沉积法在大口径线膛炮内孔沉积合金涂层还没有专用设备。且re-co合金涂层工作温度低于1100℃。
镍基合金是高温应用中使用最广泛的合金体系。但是，镍基合金的使用仅限于低于1100℃的温度。火炮身管涂层的耐热温度要求大于1200℃，因此，上述专利申请方案也不便在火炮身管上应用。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是：提供一种co-re-cr纳米金刚石耐磨耐烧蚀镀层用镀液。
为了解决上述技术问题，本发明包括高铼酸盐5-100g/l、硫酸钴300-350g/l、氯化铬30-100g/l、柠檬酸50-100g/l、葡萄糖酸钠25-50g/l、稳定剂0.5-2g/l、糖精0.05-0.1g/l、羟乙基三甲基铵四氟硼酸盐0.1g/l、甲基咪唑硫酸乙酯离子液体0.025-0.05g/l、聚乙二醇400润湿剂0.5-1g/l、纳米金刚石悬浮液0.01-0.05g/l、ph调节剂，ph值调整在3－4，余量为水。
优选的，所述纳米金刚石悬浮液中金刚石浓度为0.01-0.5g/l，金刚石粒径小于50纳米。
优选的，包括有硼酸40g/l。
优选的，所述的甲基咪唑硫酸乙酯离子液体为1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯离子液体或1-甲基-3-甲基咪唑硫酸乙酯离子液体。
优选的，所述的稳定剂包括2-氨基噻唑1-2.0mg/l、碘酸钾12-13mg/l，余量为水。
优选的，所述的高铼酸盐为高铼酸铵。
优选的，所述的ph调节剂为硫酸和氢氧化锂。
优选的，本发明包括高铼酸铵40g/l、硫酸钴300g/l、氯化铬50g/l、柠檬酸50g/l、葡萄糖酸钠30g/l、稳定剂2g/l、糖精0.1g/l、羟乙基三甲基铵四氟硼酸盐0.25g/l、1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯离子液体0.025g/l、聚乙二醇400润湿剂0.5g/l、纳米金刚石悬浮液0.02g/l，纳米金刚石悬浮液的浓度为0.3g/l；稳定剂包括2-氨基噻唑1-2.0mg/l、碘酸钾12-13mg/l，余量为水。
本发明的有益效果是：本发明用于co-re-cr纳米金刚石耐磨耐烧蚀镀层，该镀液通过电沉积方法获得的镀层耐高温、硬度高，纳米金刚石的加入增加镀层耐磨性。综合性能超过镀铬层，完全可以替代硬铬。适用于火炮身管、结晶器铜管、直升机旋翼组件、航空航天执行器壳体、发动机引气阀、活塞杆、模具等要求耐磨耐高温耐腐蚀的镀层。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如表一所示，提供本发明5项镀液的配方，余量为水，表中数据单位均为g/l。
表一
羟乙基三甲基铵四氟硼酸盐，分子式为c5h14nobf4。例1-5采用甲基咪唑硫酸乙酯全称为1-甲基-3-甲基咪唑硫酸乙酯离子液体，例1－例5中纳米金刚石悬浮液浓度依次为0.01g/l、0.05g/l、0.1g/l、0.3g/l、0.5g/l。例1－例5中，稳定剂中含2-氨基噻唑1g/l、碘酸钾12g/l，余量为水。
火炮身管电沉积co-re-cr纳米金刚石耐磨耐烧蚀镀层实例
试验选用内径155毫米炮管钢，带有膛线。电镀内孔，电镀参数：采用网状二氧化铱涂层电极作为阳极，电镀槽的ph值调整在3-4的范围。硫酸，氢氧化锂被用作试剂ph值调整。
电镀温度50-60℃。
100毫安的电流密度/厘米2
一个电镀的时间4小时。一个获得镀膜的厚度大约40到100μm。
电源：双脉冲电源，用于沉积视觉均匀涂层的电沉积工艺参数由双极性脉冲波形组成，其正向占空比至少约为90％，反向占空比小于或等于约3％，频率在大约25和45a/dm2之间，施加的正向和反向电流密度下约为100hz。
镀后零件立即热处理，在温度300-350°环境中保温一小时。
采用上述5种镀液的火炮身管电沉积co-re-cr纳米金刚石耐磨耐烧蚀镀层性能考核，见表二。
表二
从实验数据可以看出，例2-例4综合性能最佳，铼酸盐的含量是影响镀层最主要因素。氯化铬的加入提高了镀层的熔点。纳米金刚石的加入增加镀层耐磨性。综合性能超过镀铬层，完全可以替代硬铬。
身管耐烧蚀材料应具备以下几个特征：
(1)一定的硬度，高熔点
(2)良好的耐磨性及抗腐蚀性
(3)耐烧蚀性
(4)热震性试验
电沉积co-re-cr纳米金刚石耐磨耐烧蚀镀层完全可以满足以上要求，可以应用在大口径火炮身管身管上。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。