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连铸结晶器铜板电沉积Ni‑Co‑B合金镀层的电镀方法

摘要

本发明公开了一种连铸结晶器铜板电沉积Ni‑Co‑B合金镀层的电镀液,属于电镀技术领域,该电镀液,以质量浓度计,组成包括:镍盐170~350g/L,钴盐5~50g/L,硼氢化钠0.5~4g/L,乙二胺20~60g/L,缓冲剂30~50g/L。本发明电镀液制备得到的Ni‑Co‑B合金镀层具有良好的均镀能力,显微硬度可达1000HV,耐蚀性能优越。

著录项

  • 公开/公告号CN107604397A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2018-01-19

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 西峡龙成特种材料有限公司;

    申请/专利号CN201711035965.4

  • 申请日2017-10-30

  • 分类号C25D3/56(20060101);B22D11/057(20060101);

  • 代理机构41132 郑州知己知识产权代理有限公司;

  • 代理人杨小燕

  • 地址 474500 河南省南阳市西峡县工业大道北88号

  • 入库时间 2023-06-19 04:19:09

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2019-02-15

    授权

    授权

  • 2018-02-13

    实质审查的生效 IPC(主分类):C25D3/56 申请日:20171030

    实质审查的生效

  • 2018-01-19

    公开

    公开

说明书

技术领域

本发明属于电镀技术领域,具体涉及连铸结晶器铜板电沉积Ni-Co-B合金镀层的电镀方法。

背景技术

连铸机是炼钢的关键设备,结晶器是连铸机的核心部件,其质量好坏直接影响到铸坯的质量和连铸机的作业率。沸腾的钢水及熔融的保护渣液直接接触结晶器铜板表面冷却成铸坯,并伴随着内壁和铸坯之间的滑动摩擦,恶劣的工作环境要求结晶器铜板表面有更好的导热性,更高的机械强度,具有好的耐磨性和耐蚀性能。在炼钢生产过程中,钢水不断地通过结晶器,凝聚成硬质坯壳后从结晶器下方连续拉出,实现连续生产。随着钢铁工业的飞速发展,对结晶器材料表面的性能提出了越来越高的要求,结晶器的发展将继续向着具有高机械强度、良好的导热性、耐磨性和耐腐蚀性能的方向发展。

当前,在结晶器铜板工作面处理技术中,主要有镀镍,镍钴合金,镍铁合金,钴镍合金以及热喷涂涂层等,然而,镀镍层硬度较低200HV,耐磨性较差,影响结晶器寿命,电镀镍钴合金,结晶器使用寿命虽有提高,但仍不能满足现状;电镀镍铁合金,耐磨性较高但脆性大,连铸过程中受钢液冲刷易产生裂纹;电镀钴镍合金,钴成本太高,虽提高了合金层的耐磨性,但合金层脆性、内应力较大,抗交变热应力差,导致结晶器铜板非正常下线。

公开号为CN102352522A的专利公开了Ni-Co-B合金代硬铬镀层的电沉积制备方法,它涉及Ni-Co-B合金代硬铬镀层的制备方法,方法1:取镍盐、钴盐、氯化镍、硼酸、胺硼化合物、NI3#快速高整平镀镍光泽剂A剂和十二烷基硫酸钠;配置合金镀液;镀件经处理后进行电镀,方法2:取氯化镍、钴盐、硼酸、胺硼化合物、NI3#快速高整平镀镍光泽剂A剂和十二烷基硫酸钠;配置合金镀液;镀件经处理后进行电镀。该发明以高于60μm/h的沉积速度获得光亮均匀、硬度为770~800HV50、耐蚀性与结合力良好的Ni-Co-B合金镀层,电镀过程中阴极电流效率高于96%,镀层经过150~400℃下热处理1~3h后硬度可提高至1055~1108HV50。该发明存在如下不足:Ni-Co-B合金镀层未经热处理的硬度最高为800HV,有待进一步提高,而且所采用胺硼化合物,还原性较弱,还原效率较低,得到的Ni-Co-B合金镀层中B含量也较低,因此只宜制备较薄的镍钴硼镀层,镀层的耐磨、耐腐蚀性能较差。

公开号为CN103820828A公开了一种连铸结晶器铜板/铜管的纳米Ni-Co-B合金镀层工艺,经打磨、除油、水洗、装卡、去离子水、活化、电镀、水洗,具有较高的硬度和抗腐蚀能力,电镀沉积速率快,镀层色泽光亮,鲜艳,平滑,呈镜面状,没有裂纹。另外,该发明的溶液的深度能力和覆盖能力比较强,其镀铬相比深度能力是传统的17.5倍,覆盖能力是3.2倍。以及具有对环境污染比较小,废水、废液、废气处理工艺简单。该发明存在如下不足:该发明制备Ni-Co-B合金镀层的电镀液成分复杂,Ni-Co-B合金镀层的硬度较低,经过热处理后硬度也只有 900HV,不能很好地满足现有连铸需求。

发明内容

有鉴于此,本发明的目的是提供一种连铸结晶器铜板电沉积Ni-Co-B合金镀层的电镀液及其电镀方法,使用该电镀液制备得到的Ni-Co-B合金镀层具有良好的均镀能力,显微硬度可达1000HV,耐蚀性能优越。

为实现上述目的,本发明所采用的技术方案是:

一种连铸结晶器铜板电沉积Ni-Co-B合金镀层的电镀液,以质量浓度计,组成包括:镍盐170~350g/L,钴盐5~50g/L,硼氢化钠0.5~4g/L,乙二胺20~60g/L,缓冲剂30~50g/L。

优选地,所述镍盐为硫酸镍和氯化镍的组合物,其中:硫酸镍150~300g/L,氯化镍20~50g/L。

优选地,所述钴盐为硫酸钴。

优选地,所述缓冲剂为酒石酸钾钠与柠檬酸铵按质量比1:1组成的混合物。

优选地,所述电镀液组成,还包括:表面活性剂0.01~0.1g/L。

优选地,所述电镀液的pH值为9~14。

优选地,所述连铸结晶器铜板电沉积Ni-Co-B合金镀层的电镀液的电镀方法,是将经过预处理的铜板基体置于所述电镀液中,采用脉冲电镀,以所述铜板基体作为阴极,以镍珠作为阳极,进行阴极施镀。

优选地,所述脉冲电镀的通断比为1:6,平均电流密度为1~4 A/dm2

优选地,所述脉冲电镀的温度为55~70℃。

优选地,所述Ni-Co-B合金镀层的组成,以质量百分数计,为:50%~69%Ni,30%~45%Co及1%~5%B。

与现有技术相比,本发明的有益效果如下:

本发明针对目前结晶器铜板过钢量低、磨损严重、使用寿命短等问题,提出了一种连铸结晶器铜板电沉积Ni-Co-B合金镀层的电镀液及其电镀方法,由此制备得到的Ni-Co-B合金镀层结晶器铜板的均镀能力强、显微硬度可达1000HV,耐蚀性能显著提高。①当硼氢化钠加入量在0.63/L~2.29/L这段范围内时,镀速随硼氢化钠的加入量提高几乎呈线性增加;当硼氢化钠加入量在2.29/L~4.29/L范围内时,镀速随硼氢化钾的增加而略有降低,当硼氢化钠加入量进一步提高后,镀速随之增加而迅速下降。镀速随硼氢化钠加入量的这种变化趋势表明:当镀液中还原剂的浓度相对较低时,增加还原剂的加入量能够增强镀液的还原能力,使镀速大幅提高;当镀液的还原能力增强到一定程度后,它就不再是镀液反应的主要控制因素,还原剂浓度的增大不但不能进一步提高镀速,而且继续增加还原剂浓度会加快镀液分解,致使镀速迅速下降。因此本发明硼氢化钠的用量选择为0.5~4g/L。②缓冲剂在本发明中的作用是能够补充因阴极氢气的析出而消耗的氢离子,维持电镀液的pH值相对稳定,从而提高阴极的电流效率,改善镀层的表面质量;同时还能改善镀层的延展性及镀层和铜板基材的结合力。经过长期实践确定本申请缓冲剂采用酒石酸钾钠与柠檬酸铵按质量比1:1组成的混合物,含量范围为30~50g/L,在这个浓度范围内可以确保电镀作业的正常运行,并对改善镀层表面质量,提高镀层性能等方面有显著的作用。

本发明各成分协同结合,使得所得Ni-Co-B合金镀层性能优越,电镀液具有良好的均镀能力,电镀均匀性在92%以上,化学性能好、稳定性高、显微硬度可达1000 HV,且Ni-Co-B合金镀层结构致密,与基体材料结合力强度高,具有高硬度、高耐蚀性及高耐磨性等优良性能,使连铸结晶器铜板的使用寿命延长2倍以上。

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。

一种连铸结晶器铜板电沉积Ni-Co-B合金镀层的电镀方法,包括以下步骤:

步骤S1、预处理:对铜板基体进行镀前预处理,依次包括:清洗去油、机械喷砂拉毛、电解脱脂、超声波脱脂,阴极固定电镀仿形工装以及酸液活化处理,得到待镀铜板基体;

步骤S2、电镀:将电镀液注入电镀槽中,调节所述电镀液的pH,加热电镀液,使温度升至设定值,然后将待镀铜板基体作为阴极放入电镀槽中,将阳极放入电镀槽中,接通电源开始电镀,至镍钴硼合金镀层的厚度达到设定值,结束电镀,即得电镀镍钴硼合金镀层的结晶器铜板。

将本发明所得电镀镍钴硼合金镀层的结晶器铜板进行真空热处理,在真空度≤10-2Pa的真空处理炉中,温度为300~400℃保持2~3小时。

经过热处理后,结晶器铜板的显微硬度可以提高1.6倍以上。

本发明镍钴硼合金镀层的厚度为0.5~5mm。

本发明连铸结晶器铜板电沉积Ni-Co-B合金镀层的电镀液,以质量浓度计,组成包括:镍盐170~350g/L,钴盐5~50g/L,硼氢化钠0.5~4g/L,乙二胺20~60g/L,缓冲剂30~50g/L。

作为本发明的优选,所述镍盐为硫酸镍和氯化镍的组合物,其中:硫酸镍150~300g/L,氯化镍20~50g/L。

作为本发明的优选,所述钴盐为硫酸钴。

作为本发明的优选,所述缓冲剂为酒石酸钾钠与柠檬酸铵按质量比1:1组成的混合物。

作为本发明的优选,所述电镀液组成还包括:表面活性剂0.01~0.1 g/L,所述表面活性剂优选为润湿剂MT-80。

作为本发明的优选,所述电镀液的pH值为9~14。采用氨基磺酸和氢氧化钠进行调节。

本发明所述连铸结晶器铜板电沉积Ni-Co-B合金镀层的电镀方法,是将经过预处理的铜板基体置于所述电镀液中,采用脉冲电镀,以所述铜板基体作为阴极,以镍珠作为阳极,进行阴极施镀。

作为本发明的优选,所述脉冲电镀的通断比为1:6,平均电流密度为1~4 A/dm2

作为本发明的优选,所述脉冲电镀的温度为55~70℃。

所述Ni-Co-B合金镀层的组成,以质量百分数计,为:50%~69%Ni,30%~45%Co及1%~5%B。

本发明中,镀层沉积速度为20μm/h,在该沉积速度下,得到的镀层表面晶粒细致,而且微粒结合紧密,表面无细孔出现。

下面列举本发明的部分优选实施例。本发明的下述实施例中,连铸结晶器铜板电沉积Ni-Co-B合金镀层的电镀方法基本步骤相同,仅就不同之处予以详细说明。

实施例1

本实施例连铸结晶器铜板电沉积Ni-Co-B合金镀层的电镀方法,具体步骤如下:

步骤S1、预处理:对铜板基体进行镀前预处理,依次包括:清洗去油、机械喷砂拉毛、电解脱脂、超声波脱脂、阴极固定电镀仿形工装以及酸液活化处理,得到待镀铜板基体;

步骤S2、电镀:将电镀液注入电镀槽中,调节所述电镀液的pH,加热电镀液,使温度升至设定值,然后将待镀铜板基体作为阴极放入电镀槽中,将阳极放入电镀槽中,接通电源进行脉冲电镀,至镍钴硼合金镀层的厚度达到设定值,结束电镀,即得电镀镍钴硼合金镀层的结晶器铜板。

本实施例中,电镀液的组成,以质量浓度计,为:硫酸镍220g/L,氯化镍35g/L,硫酸钴30g/L,硼氢化钠2.5g/L,乙二胺40g/L,缓冲剂40g/L。

所述缓冲剂为酒石酸钾钠与柠檬酸铵按质量比1:1组成的混合物。

所述电镀液的pH值为10.5,温度为60℃;

所述铜板基体为阴极,镍珠为阳极,脉冲电镀的通断比为1:6,平均电流密度为2.5A/dm2

所述Ni-Co-B合金镀层的组成,以质量百分数计,为:60.2%Ni、37.3%Co及2.5%B。

实施例2

本实施例连铸结晶器铜板电沉积Ni-Co-B合金镀层的电镀方法,与实施例1不同的是:

电镀液的组成为:硫酸镍150g/L,氯化镍20g/L,硫酸钴50g/L,硼氢化钠4g/L,乙二胺45/L,缓冲剂35g/L。

所述电镀液的pH值为9,温度为55℃;

所述铜板基体为阴极,镍珠为阳极,脉冲电镀的通断比为1:6,平均电流密度为2 A/dm2

所述Ni-Co-B合金镀层的组成,以质量百分数计,为:49.8%Ni、45.2%Co及5%B。

实施例3

本实施例连铸结晶器铜板电沉积Ni-Co-B合金镀层的电镀方法,与实施例1不同的是:

电镀液的组成为:硫酸镍300g/L,氯化镍50g/L,硫酸钴5g/L,硼氢化钠0.5g/L,乙二胺35g/L,缓冲剂45g/L。

所述电镀液的pH值为14,温度为70℃;

所述铜板基体为阴极,镍珠为阳极,脉冲电镀的通断比为1:6,平均电流密度为3A/dm2

所述Ni-Co-B合金镀层的组成,以质量百分数计,为:68..3%Ni、30.7%Co及1%B。

实施例4

本实施例连铸结晶器铜板电沉积Ni-Co-B合金镀层的电镀方法,与实施例1不同的是:

电镀液的组成为:硫酸镍180g/L,氯化镍25g/L,硫酸钴15g/L,硼氢化钠1.0g/L,乙二胺20g/L,缓冲剂30g/L。

所述电镀液的pH值为10,温度为58℃;

所述铜板基体为阴极,镍珠为阳极,脉冲电镀的通断比为1:6,平均电流密度为1.2A/dm2

所述Ni-Co-B合金镀层的组成,以质量百分数计,为:54.6%Ni、44%Co及1.6%B。

实施例5

本实施例连铸结晶器铜板电沉积Ni-Co-B合金镀层的电镀方法,与实施例1不同的是:

电镀液的组成为:硫酸镍250g/L,氯化镍40g/L,硫酸钴38g/L,硼氢化钠3.0g/L,乙二胺50g/L,缓冲剂42g/L。

所述电镀液的pH值为10.8,温度为60℃;

所述铜板基体为阴极,镍珠为阳极,脉冲电镀的通断比为1:6,平均电流密度为2.5 A/dm2

所述Ni-Co-B合金镀层的组成,以质量百分数计,为:60.4%Ni、38.3%Co及1.3%B。

实施例6

本实施例连铸结晶器铜板电沉积Ni-Co-B合金镀层的电镀方法,与实施例1不同的是:

电镀液的组成为:硫酸镍280g/L,氯化镍45g/L,硫酸钴45g/L,硼氢化钠3.5g/L,乙二胺55g/L,缓冲剂48g/L。

所述电镀液的pH值为13,温度为65℃;

所述铜板基体为阴极,镍珠为阳极,脉冲电镀的通断比为1:6,平均电流密度为3.5A/dm2

所述Ni-Co-B合金镀层的组成,以质量百分数计,为:65.6%Ni、31.2%Co及3.2%B。

实施例7

本实施例连铸结晶器铜板电沉积Ni-Co-B合金镀层的电镀方法,与实施例1不同的是:

电镀液的组成,以质量浓度计,为:硫酸镍220g/L,氯化镍35g/L,硫酸钴30g/L,硼氢化钠2.5g/L,乙二胺40g/L,缓冲剂40g/L,润湿剂MT-80 0.04g/L。

所述缓冲剂为酒石酸钾钠与柠檬酸铵按质量比1:1组成的混合物。

实施例8

本实施例连铸结晶器铜板电沉积Ni-Co-B合金镀层的电镀方法,与实施例2不同的是:

电镀液的组成,以质量浓度计,为:硫酸镍220g/L,氯化镍35g/L,硫酸钴30g/L,硼氢化钠2.5g/L,乙二胺40g/L,缓冲剂40g/L,润湿剂MT-80 0.01g/L。

所述缓冲剂为酒石酸钾钠与柠檬酸铵按质量比1:1组成的混合物。

实施例9

本实施例连铸结晶器铜板电沉积Ni-Co-B合金镀层的电镀方法,与实施例3不同的是:

电镀液的组成,以质量浓度计,为:硫酸镍220g/L,氯化镍35g/L,硫酸钴30g/L,硼氢化钠2.5g/L,乙二胺40g/L,缓冲剂40g/L,MT-80 0.1g/L。

所述缓冲剂为酒石酸钾钠与柠檬酸铵按质量比1:1组成的混合物。

实施例10

本实施例连铸结晶器铜板电沉积Ni-Co-B合金镀层的电镀方法,其中,电镀液组成与电镀条件同实施例1,所不同的是:

将电镀后的结晶器铜板置于真空炉中,真空度为5.0×10-3Pa,350℃下热处理3h。

对比例1

本实施例连铸结晶器铜板电沉积Ni-Co-B合金镀层的电镀方法,具体步骤与本发明相同,所不同的是:

电镀液的组成为:硫酸镍255g/L,硫酸钴30g/L,硼氢化钠2.5g/L,乙二胺40g/L,缓冲剂40 g/L。

该对比例省略氯化镍,镍盐总量与本发明实施例1相同。

对比例2

本实施例连铸结晶器铜板电沉积Ni-Co-B合金镀层的电镀方法,具体步骤与本发明相同,所不同的是:

电镀液的组成为:硫酸镍220g/L,氨基磺酸镍35g/L,氨基磺酸钴30g/L,硼氢化钠2.5g/L,乙二胺40g/L,缓冲剂40 g/L。

该对比例调整了镍盐、钴盐的种类。

对比例3

本实施例连铸结晶器铜板电沉积Ni-Co-B合金镀层的电镀方法,具体步骤与本发明相同,所不同的是:

电镀液的组成为:硫酸镍220g/L,氯化镍35g/L,硫酸钴30g/L,二甲基胺硼烷2.5g/L,乙二胺40g/L,缓冲剂40g/L。

该对比例以二甲基胺硼烷替代硼氢化钠。

对比例4

本实施例连铸结晶器铜板电沉积Ni-Co-B合金镀层的电镀方法,具体步骤与本发明相同,所不同的是:

电镀液的组成为:硫酸镍220g/L,氯化镍35g/L,硫酸钴30g/L,硼氢化钠2.5g/L,乙二胺40g/L,缓冲剂40g/L,2-乙基己基硫酸钠0.04g/L。

该对比例以十二烷基磺酸钠替代润湿剂MT-80。

对比例5

本实施例连铸结晶器铜板电沉积Ni-Co-B合金镀层的电镀方法,具体步骤与本发明相同,所不同的是:

电镀液的组成为:硫酸镍220g/L,氯化镍35g/L,硫酸钴30g/L,硼氢化钠2.5g/L,乙二胺40g/L。

该对比例省略缓冲剂。

对比例6

本实施例连铸结晶器铜板电沉积Ni-Co-B合金镀层的电镀方法,具体步骤与本发明相同,所不同的是:

电镀液的组成为:硫酸镍220g/L,氯化镍35g/L,硫酸钴30g/L,硼氢化钠2.5g/L,二乙胺40g/L、硼酸40 g/L。

该对比例缓冲剂采用硼酸。

对比例7

本实施例连铸结晶器铜板电沉积Ni-Co-B合金镀层的电镀方法,具体步骤与本发明相同,所不同的是:

电镀液的组成为:硫酸镍120g/L,氯化镍10g/L,硫酸钴60g/L,硼氢化钠5g/L,乙二胺40g/L、缓冲剂40g/L。

所述Ni-Co-B合金镀层的组成,以质量百分数计,为:40.2%Ni、53.1%Co及6.7%B。

对比例8

本实施例连铸结晶器铜板电沉积Ni-Co-B合金镀层的电镀方法,具体步骤与本发明相同,所不同的是:

电镀液的组成为:硫酸镍350g/L,氯化镍60g/L,硫酸钴3g/L,硼氢化钠0.5g/L,乙二胺40g/L、缓冲剂40g/L。

所述Ni-Co-B合金镀层的组成,以质量百分数计,为:73.6%Ni、25.6%Co及0.8%B。

对比例9

本实施例连铸结晶器铜板电沉积Ni-Co-B合金镀层的电镀方法,具体步骤与本发明相同,所不同的是:

脉冲电镀的通断比为1:8,平均电流密度为5A/dm2

对比例10

本实施例连铸结晶器铜板电沉积Ni-Co-B合金镀层的电镀方法,具体步骤与本发明相同,所不同的是:

电镀液的pH值为7.5。

对实施例1~3、7~10及对比例1~10所得结晶器铜板的硬度、孔隙率、耐腐蚀性能、耐磨性能、结合强度进行测定,并统计结晶器铜板的一次过钢量,结果如表1和表2所示。

测定方法:

硬度测试:使用显微硬度计,在100g的加载压力下测试镀层的硬度,每片测试5次,去掉最大值与最小值,然后对3个结果取平均值,查表求得镀层维氏硬度值HV;

耐蚀性测试:将试样切割成约10mm×10mm的方块,将基体和侧面用环氧树脂封装,浸泡在20ml1:1盐酸中,密封15天后测定腐蚀液中Ni、Co、B的含量,以总溶出量mg表示;

耐磨性测试:镀层的耐磨试验在环块式磨损试验机上进行,标准摩擦副环试样轮材质为45#钢,经淬火处理,摩擦环境温度为室温,荷重20N,摩擦副环转速为105~120r/min,摩擦时长为8小时,以磨损失重速率mg/h表示;

结合强度测试:参阅文献中公布的方法(张宏杰,温茂远,侯振,里达.结晶器铜板涂层界面结合强度的测定[J].表面技术,2014年06月第43卷第3期),以MPa表示。

表1实施例1~3、7~10的测定结果

实施例/项目12378910硬度/HV102492590610509559321895耐蚀性/mg0.150.200.210.130.190.200.13耐磨性/mg·h-11.21.51.61.01.31.40.8结合强度/MPa571552557578561563602一次过钢量/万吨18171618171720

表1结果显示:本发明Ni-Co-B合金镀层的溶出量小于0.25mg,耐蚀性能优异;本发明Ni-Co-B合金镀层的磨损失重速率小于2.0mg/h,耐磨损性能良好;硬度可达1000HV以上,经真空热处理后,硬度可以达到1800HV以上;结合强度大于550MPa,与结晶器铜板结合性能良好,一次过钢量在15万吨以上。

表2对比例1~10的测定结果

对比例/项目12345678910硬度/HV772790813801762801530645785690耐蚀性/mg0.230.240.350.300.250.230.430.540.350.65耐磨性/mg·h-12.72.23.41.92.52.15.16.02.05.3结合强度/MPa502521470485452473430402460320一次过钢量/万吨141512131012791110

表2结果显示:改变本发明的电镀液组成或者电镀条件均对结晶器铜板电镀Ni-Co-B合金镀层的性能具有不同程度的影响。

对比例1:与实施例1相比,省略了氯化镍的使用,镍盐仅采用硫酸镍,测定结果与实施例1相比较:硬度下降约25%,溶出量增加0.08mg,磨损失重速率增加了1倍多,结合强度减少69 MPa,一次过钢量减少4万吨,各项检测指标均有下降,显示出镍盐种类的选择对Ni-Co-B合金镀层性能的重要影响。

对比例2:与实施例1相比,以氨基磺酸镍替代氯化镍,以氨基磺酸钴替代硫酸钴,测定结果与实施例1相比,Ni-Co-B合金镀层的硬度减少234HV,溶出量增加0.09 mg,磨损失重速率增加0.7 mg/h,结合强度减少50 MPa,均较实施例1差,显示出镍盐、钴盐种类的选择与搭配对Ni-Co-B合金镀层性能的重要影响。

对比例3:与实施例1相比,仅以二甲基胺硼烷替代硼氢化钠,测定结果显示,耐磨性、结合强度下降突出,磨损失重速率增加2.2 mg/h,结合强度由571 MPa降至470 MPa,一次过钢量减少6万吨,显示出本发明选择硼氢化钠作为硼元素来源与电镀液组成及条件配合有利于Ni-Co-B合金镀层性能的提高。

对比例4:与实施例1相比,仅以十二烷基磺酸钠替代润湿剂MT-80,Ni-Co-B合金镀层的硬度、耐蚀性、耐磨性、结合强度均有所下降,而且耐蚀性及结合强度的劣化尤为明显,显示出润湿剂MT-80确实起到了降低表面张力,提高表面质量,减少内应力等作用,对增强本发明Ni-Co-B合金镀层的耐蚀性及结合强度具有重要的作用。

对比例5:省略缓冲剂的使用,缓冲剂能够改善镀层表面质量,提高镀层各项性能,省略后,结果显示,对Ni-Co-B合金镀层的硬度、耐蚀性、耐磨性及结合强度均有显著影响。

对比例6:较实施例1以硼酸作为缓冲剂,周知硼酸具有缓冲和络合的作用,结果显示,与不采用缓冲剂的对比例5相比,虽然Ni-Co-B合金镀层的性能有所提高,但效果增加并不显著,而且与实施例1相比较,Ni-Co-B合金镀层的各项性能差异显著。

对比例7和对比例8:分别同时调整了硫酸镍、氯化镍、硫酸钴和硼氢化钠的含量,所得Ni-Co-B合金镀层的成分组成分别为:40.2%Ni、46.9%Co、6.7%B和73.6%Ni、25.6%Co及0.8%B,与本发明请求保护的Ni-Co-B合金镀层组成(50%~70%Ni,30%~45%Co及1%~5%B)不同,测定结果显示:Ni-Co-B合金镀层的硬度、耐蚀性、耐磨性及结合强度均存在显著下降,一次过钢量均不到10万吨,充分说明本发明Ni-Co-B合金镀层成分组成对Ni-Co-B合金镀层的性能具有重要影响,只有当各成分组配得当时才会起到良好的增效作用。

对比例9:改变电镀条件为:脉冲电镀的通断比为1:8,平均电流密度为5A/dm2,测定结果显示:较实施例1,Ni-Co-B合金镀层的硬度减少239>

对比例10:改变电镀条件为:电镀液的pH值为7.5,测定结果显示:较实施例1各项性能下降显著,说明电镀液合适的pH值对获得高性能的Ni-Co-B合金镀层具有重要影响。上述各对比例的结果显示,单一按照常规方法改变本发明的某一或某些条件,均无法获得预期性能的Ni-Co-B合金镀层,表明本发明电镀液组配合理,电镀条件合适,协同配合,最终获得了高性能的Ni-Co-B合金镀层。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式,但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解,我们所描述的具体的实施例只是说明性的,而不是用于对本发明的范围的限定,熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化,都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。

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