鎳磷錳系電鍍液及材料表面制備Ni-P-Mn合金鍍層的方法
【專利摘要】本發明公開了一種鎳磷錳系電鍍液，其中NiSO4·6H2O濃度為280-320g/L，氯化鎳濃度為40g/L，NaH2PO2·H2O濃度為30-50g/L，硼酸濃度為35-45g/L，氯化錳濃度為5-30g/L，氟化氫銨濃度為15-25g/L，用稀硫酸調節pH為3.0-5.0。本發明還公開了一種材料表面制備Ni-P-Mn合金鍍層的方法，通過機械拋光法對工件進行預處理，再進行中性液除油，然后結構電鍍和熱處理，得到致密的Ni-P-Mn合金鍍層。本發明通過向電鍍液中加入錳離子，提高鍍層致密度和耐蝕性，結合鍍后熱處理的結晶細化作用，制備高耐蝕和高致密度鍍層，操作簡單，低能耗，廣泛用于電子工業中。
【專利說明】鎳磷錳系電鍍液及材料表面制備N1-P-Mn合金鍍層的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種材料表面防腐工藝，特別是涉及一種電鍍液和一種材料表面鍍層的制備工藝，應用于材料表面防腐處理【技術領域】。
【背景技術】
[0002]對于電鍍鎳的最早敘述是在1837年，Bird電解硫酸鎳或者氯化鎳幾個小時，在鉬電極上獲得了一層金屬鎳。到了 1840年，第一件工業上的鍍鎳專利授予了英國的Shore，他確定了硝酸鎳電鍍溶液。1916年，Watter提出了著名的瓦特型鍍鎳體系，此后，鎳電鍍工藝開始進入工業階段。其后鎳電鍍領域得到了飛速發展，鎳磷合金電鍍、鎳鈷合金電鍍等都逐步出現。鎳磷合金電鍍于1946年由勃倫納(A.Brenner)發明，至今仍在使用。鎳磷合金鍍層具有使用壽命長，鍍層平滑，光澤性良好，高的硬度、耐磨性、耐蝕性以及優良的催化性能。因此，在眾多領域得到了廣泛應用。然而，隨著科學進步，僅僅只是鎳磷電鍍已經很難滿足很多設備的要求，對于鍍層耐腐蝕性要求的提高，致密度的要求，都迫切需求一種更好的鎳電鍍液。
[0003]鎳鍍層對鐵基體而言，屬于陰極鍍層，具有較高的孔隙率，所以多采用鍍銅層作底層或采用多層鍍鎳的方法來減少孔隙。減少鍍層的孔隙，可以更好地保護基體金屬。通過加入一些耐腐蝕性的元素也可以得到結構致密的鎳合金鍍層。錳是一種過渡金屬，呈灰白色，性堅而脆，常用于冶金工業用以制造鋼，或者用作為去硫劑和去氧劑。錳在我國儲量豐富，具有很好的應用前景。錳元素具有良好的耐蝕性，在鎳電鍍液中加入錳，所得沉積層的各種性能明顯高于純鎳電鍍層。在瓦特鍍鎳基礎液中加入錳，有助于獲得細致、致密、高耐蝕性的鎳錳合金鍍層。 AtanassovA等認為，在電鍍過程中，錳不是以電化學氧化還原的形式進入鍍層，而是以類似復合鍍層第二相的形式進入的。那么，鍍后通過熱處理的形式就可以使鍍層的晶粒更為細小，均質細密。到目前為止，有關鎳錳合金電沉積的研究主要集中在電沉積工藝，鍍層性能、成分等方面，對其鍍后熱處理關注較小，傳統的鎳鍍層或其他合金鍍層的理化性能有待提高，而如何通過選擇添加劑來提高鍍層耐蝕性和簡化后處理工藝也成為亟待解決的技術難題。
【發明內容】
[0004]為了解決現有技術問題，本發明的目的在于克服已有技術存在的不足，提供一種鎳磷錳系電鍍液及材料表面制備N1-P-Mn合金鍍層的方法，向電鍍液中加入錳離子實現對鍍層致密度、耐蝕性的提高，結合鍍后熱處理的結晶細化作用，制備高耐蝕和高致密度的N1-P-Mn合金鍍層，鍍層整體質量高，電鍍操作工藝簡單，低能耗，廣泛應用于電子工業中。
[0005]為達到上述發明創造目的，本發明采用下述技術方案:
一種鎳磷錳系電鍍液，其配方如下:
NiSO4.6H20的濃度為280-320 g/L，氯化鎳的濃度為40 g/L, NaH2PO2.H2O的濃度為30-50 g/L，硼酸的濃度為35-45g/L，氯化錳的濃度為5_30g/L，氟化氫銨的濃度為15_25g/L，采用稀硫酸調節電鍍液pH為3.0-5.0。
[0006]作為本發明優選的技術方案，鎳磷錳系電鍍液配方如下:
NiSO4.6H20的濃度為295-310 g/L,氯化鎳的濃度為40 g/L, NaH2PO2.H2O的濃度為36-45 g/L,硼酸的濃度為35-45g/L，氯化錳的濃度為12_20g/L，氟化氫銨的濃度為15-24g/L，采用稀硫酸調節電鍍液pH為4.5-5.0。
[0007]作為本發明進一步優選的技術方案，鎳磷錳系電鍍液配方如下:
NiSO4.6H20的濃度為295-305 g/L,氯化鎳的濃度為40 g/L, NaH2PO2.H2O的濃度為36-42 g/L,硼酸的濃度為35-45g/L，氯化錳的濃度為12_18g/L，氟化氫銨的濃度為21-24g/L，采用稀硫酸調節電鍍液pH為4.8-5.0。
[0008]采用本發明鎳磷錳系電鍍液的材料表面制備N1-P-Mn合金鍍層的方法，具有如下步驟:
a.金屬工件表面的預處理:采用砂紙對金屬工件進行打磨，除去金屬工件表面的氧化物膜層，并對金屬工件進行機械拋光處理，使金屬工件表面具有鏡面金屬光澤；優選采用砂紙打磨金屬工件表面，砂紙型號的打磨順序依次是:600# — 1000# — 2000#’然后將金屬工件在金相試樣拋光機上拋光，使金屬工件表面具有鏡面金屬光澤；
b.金屬工件表面除油:采用丙酮對經過上述步驟a打磨好的金屬工件進行除油；
c.鍍層制備:采用鎳磷錳系電鍍液，用質量濃度為5%-10%的稀硫酸調節鎳磷錳系電鍍液的PH值至3.0-5.0，然后把鎳磷錳系電鍍液加熱至45-65°C，再將經過上述步驟b處理后的金屬工件放入鎳磷錳系電鍍液中，以金屬工件作為陰極，以鎳金屬作為陰極，控制陰極電流密度為2-3A/dm--，對鎳磷錳系電鍍液進行電磁攪拌，維持鎳磷錳系電鍍液溫度45-65°C，鎳磷錳系電鍍液中的主要溶質組分由硫酸鎳、氯化鎳、次磷酸鈉、硼酸、氯化錳和氟化氫銨組成，其中NiSO4.6H20的濃度為280-320 g/L,氯化鎳的濃度為40 g/L,NaH2PO2.H2O的濃度為30-50 g/L，硼酸的濃度為35_45g/L，氯化錳的濃度為5_30g/L，氟化氫銨的濃度為15-25g/L ;優選用稀硫酸調節鎳磷錳系電鍍液的pH值至3.5-5.0 ;優選維持鎳磷錳系電鍍液溫度50-60°C;優選采用鎳磷錳系電鍍液中的NiSO4.6Η20的濃度為295-310g/L,氯化鎳的濃度為40 g/L, NaH2PO2.H2O的濃度為36-45 g/L,硼酸的濃度為35_45g/L，氯化錳的濃度為12-20g/L，氟化氫銨的濃度為15-24g/L，采用稀硫酸調節電鍍液pH為
4.5-5.0 ;優選采用鎳磷錳系電鍍液中的NiSO4.6H20的濃度為295-305 g/L,氯化鎳的濃度為40 g/L, NaH2PO2.H2O的濃度為36-42 g/L，硼酸的濃度為35_45g/L，氯化錳的濃度為12-18g/L，氟化氫銨的濃度為21-24g/L，采用稀硫酸調節電鍍液pH為4.8-5.0 ；
d.鍍層熱處理:金屬工件經過上述步驟c電鍍完成后，在500-700°C進行熱處理，最后在金屬工件表面得到致密的N1-P-Mn合金鍍層。
[0009]本發明與現有技術相比較，具有如下顯而易見的突出實質性特點和顯著優點:
1.本發明利用錳離子的加入對鍍層致密度、耐蝕性的提高，以及鍍后熱處理的結晶細化作用，提供一種新型的高耐蝕、高致密度、且操作工藝簡單的電鍍鎳錳工藝； 2.本發明得到的鍍層耐蝕性增強，致密度增大，硬度明顯提高，本發明具有低能耗、高質量、并且簡單易操作，性能優良的一系列優點，廣泛應用于電子工業中；
3.本發明在電鍍鎳磷合金液中加入了錳離子和氟化氫銨，并對電鍍后的工件有熱處理，使電鍍層具有孔隙小，致密度高，減少陰極析氫，明顯改善電沉積層的耐蝕性，并使鍍層力學性能有明顯提升。
【具體實施方式】
[0010]本發明的優選實施例詳述如下:
實施例一:
在本實施例中，材料表面制備N1-P-Mn合金鍍層的方法，具有如下步驟:
a.金屬工件表面的預處理:采用砂紙打磨金屬工件表面,砂紙型號的打磨順序依次是:600# — 1000# — 2000#,除去金屬工件表面的氧化物膜層，然后將金屬工件在金相試樣拋光機上拋光，使金屬工件表面具有鏡面金屬光澤；
b.金屬工件表面除油:采用丙酮對經過上述步驟a打磨好的金屬工件進行除油，除油速度快，除特殊情況，丙酮一般不腐蝕被處理的金屬；
c.鍍層制備:采用鎳磷錳系電鍍液，用質量濃度為5%的稀硫酸調節鎳磷錳系電鍍液的pH值至3.5，然后把鎳磷錳系電鍍液加熱至57 °C，并維持鎳磷錳系電鍍液溫度57°C，再將經過上述步驟b處理后的金屬工件放入鎳磷錳系電鍍液中，以金屬工件作為陰極，以鎳金屬作為陰極，控制陰極電流密度為2A/dm--，對鎳磷錳系電鍍液進行電磁攪拌，加速傳質過程，鎳磷錳系電鍍液中的主要溶質組分由硫酸鎳、氯化鎳、次磷酸鈉、硼酸、氯化錳和氟化氫銨組成，其中NiSO4.6H20的濃度為280 g/L，氯化鎳的濃度為40 g/L, NaH2PO2.H2O的濃度為40 g/L,硼酸的濃度為35/L，氯化錳的濃度為5g/L，氟化氫銨的濃度為15g/L，余量為水，制備鎳磷錳系電鍍液時，把硫酸鎳、氯化鎳、硼酸、氯化錳和氟化氫銨加水溶解并混合均勻形成電鍍液，把次磷酸鈉加水溶解，在攪拌的條件下，將次磷酸鈉溶液緩緩倒入的電鍍液中，并攪拌均勻，向電鍍液加入去離子水至規定體積，繼續攪拌均勻，即制備得到電鍍液；
d.鍍層熱處理:金屬工件經過上述步驟c電鍍完成后，在500°C進行熱處理，使N1-P-Mn合金鍍層中的晶粒更為細密，最后在金屬工件表面得到致密的N1-P-Mn合金鍍層。
[0011]將金屬工件表面獲得的本實施例N1-P-Mn合金鍍層進行耐蝕性、耐堿性相關的電化學測試，金屬工件表面的N1-P-Mn合金鍍層的性能測試結果參見表1。N1-P-Mn合金鍍層的粗糙度為0.462 μ m,顯微硬度HV為351，腐蝕電流密度為5.614 μ A/cm2,腐蝕電位-0.421V，相比傳統的鎳鍍層，均獲得改善。本實施例利用錳離子的加入對鍍層致密度、耐蝕性的提高，以及鍍后熱處理的結晶細化作用，采用高耐蝕、高致密度、且操作工藝簡單的電鍍鎳錳工藝在金屬工件表面制備N1-P-Mn合金鍍層，得到的鍍層耐蝕性強，致密度好，硬度高。本實施例具有低能耗、高質量、并且簡單易操作、鍍層性能優良的一系列優點，廣泛應用于電子工業中。
[0012]實施例二:
本實施例與實施例一基本相同，特別之處在于: 在本實施例中，材料表面制備N1-P-Mn合金鍍層的方法，具有如下步驟:
a.金屬工件表面的預處理:與實施例一相同；
b.金屬工件表面除油:與實施例一相同；
c.鍍層制備:采用鎳磷錳系電鍍液，用質量濃度為10%的稀硫酸調節鎳磷錳系電鍍液的pH值至3.8，然后把鎳磷錳系電鍍液加熱至55 °C，并維持鎳磷錳系電鍍液溫度55°C，再將經過上述步驟b處理后的金屬工件放入鎳磷錳系電鍍液中，以金屬工件作為陰極，以鎳金屬作為陰極，控制陰極電流密度為3A/dm--，對鎳磷錳系電鍍液進行電磁攪拌，加速傳質過程，鎳磷錳系電鍍液中的主要溶質組分由硫酸鎳、氯化鎳、次磷酸鈉、硼酸、氯化錳和氟化氫銨組成，其中NiSO4.6H20的濃度為290 g/L，氯化鎳的濃度為40 g/L, NaH2PO2.H2O的濃度為30 g/L,硼酸的濃度為40/L，氯化錳的濃度為5g/L，氟化氫銨的濃度為20g/L，余量為水；
d.鍍層熱處理:金屬工件經過上述步驟c電鍍完成后，在600°C進行熱處理，使N1-P-Mn合金鍍層中的晶粒更為細密，最后在金屬工件表面得到致密的N1-P-Mn合金鍍層。
[0013]將金屬工件表面獲得的本實施例N1-P-Mn合金鍍層進行耐蝕性、耐堿性相關的電化學測試，金屬工件表面的N1-P-Mn合金鍍層的性能測試結果參見表1。
[0014]實施例三:
本實施例與前述實施例基本相同，特別之處在于:
在本實施例中，材料表面制備N1-P-Mn合金鍍層的方法，具有如下步驟:
a.金屬工件表面的預處理:與實施例一相同；
b.金屬工件表面除油:與實施例一相同； c.鍍層制備:采用鎳磷錳系電鍍液，用質量濃度為8%的稀硫酸調節鎳磷錳系電鍍液的pH值至4.2，然后把鎳 磷錳系電鍍液加熱至60°C，并維持鎳磷錳系電鍍液溫度60°C，再將經過上述步驟b處理后的金屬工件放入鎳磷錳系電鍍液中，以金屬工件作為陰極，以鎳金屬作為陰極，控制陰極電流密度為2.5A/dm--，對鎳磷錳系電鍍液進行電磁攪拌，加速傳質過程，鎳磷錳系電鍍液中的主要溶質組分由硫酸鎳、氯化鎳、次磷酸鈉、硼酸、氯化錳和氟化氫銨組成，其中NiSO4.6H20的濃度為300 g/L，氯化鎳的濃度為40 g/L, NaH2PO2.H2O的濃度為50 g/L,硼酸的濃度為35/L，氯化錳的濃度為15g/L，氟化氫銨的濃度為20g/L，余量為水；
d.鍍層熱處理:金屬工件經過上述步驟c電鍍完成后，在700°C進行熱處理，使N1-P-Mn合金鍍層中的晶粒更為細密，最后在金屬工件表面得到致密的N1-P-Mn合金鍍層。
[0015]將金屬工件表面獲得的本實施例N1-P-Mn合金鍍層進行耐蝕性、耐堿性相關的電化學測試，金屬工件表面的N1-P-Mn合金鍍層的性能測試結果參見表1。
[0016]實施例四:
本實施例與前述實施例基本相同，特別之處在于:
在本實施例中，材料表面制備N1-P-Mn合金鍍層的方法，具有如下步驟:
a.金屬工件表面的預處理:與實施例一相同；
b.金屬工件表面除油:與實施例一相同；
c.鍍層制備:采用鎳磷錳系電鍍液，用質量濃度為5%的稀硫酸調節鎳磷錳系電鍍液的pH值至4.5，然后把鎳磷錳系電鍍液加熱至55 °C，并維持鎳磷錳系電鍍液溫度55°C，再將經過上述步驟b處理后的金屬工件放入鎳磷錳系電鍍液中，以金屬工件作為陰極，以鎳金屬作為陰極，控制陰極電流密度為2A/dm--，對鎳磷錳系電鍍液進行電磁攪拌，加速傳質過程，鎳磷錳系電鍍液中的主要溶質組分由硫酸鎳、氯化鎳、次磷酸鈉、硼酸、氯化錳和氟化氫銨組成，其中NiSO4.6H20的濃度為310 g/L，氯化鎳的濃度為40 g/L, NaH2PO2.H2O的濃度為45 g/L,硼酸的濃度為35/L，氯化錳的濃度為20g/L，氟化氫銨的濃度為15g/L，余量為水；d.鍍層熱處理:金屬工件經過上述步驟c電鍍完成后，在500°C進行熱處理，使N1-P-Mn合金鍍層中的晶粒更為細密，最后在金屬工件表面得到致密的N1-P-Mn合金鍍層。
[0017]將金屬工件表面獲得的本實施例N1-P-Mn合金鍍層進行耐蝕性、耐堿性相關的電化學測試，金屬工件表面的N1-P-Mn合金鍍層的性能測試結果參見表1。
[0018]實施例五:
本實施例與前述實施例基本相同，特別之處在于:
在本實施例中，材料表面制備N1-P-Mn合金鍍層的方法，具有如下步驟:
a.金屬工件表面的預處理:與實施例一相同；
b.金屬工件表面除油:與實施例一相同；
c.鍍層制備:采用鎳磷錳系電鍍液，用質量濃度為5%的稀硫酸調節鎳磷錳系電鍍液的pH值至4.0，然后把鎳磷錳系電鍍液加熱至63 °C，并維持鎳磷錳系電鍍液溫度63°C，再將經過上述步驟b處理后的金屬工件放入鎳磷錳系電鍍液中，以金屬工件作為陰極，以鎳金屬作為陰極，控制陰極電流密度為3A/dm--，對鎳磷錳系電鍍液進行電磁攪拌，加速傳質過程，鎳磷錳系電鍍液中的主要溶質組分由硫酸鎳、氯化鎳、次磷酸鈉、硼酸、氯化錳和氟化氫銨組成，其中NiSO4.6H20的濃度為320 g/L，氯化鎳的濃度為40 g/L, NaH2PO2.H2O的濃度為35 g/L,硼酸的濃度為40/L，氯化錳的濃度為30g/L，氟化氫銨的濃度為25g/L，余量為水；
d.鍍層熱處理:金屬工件經過上述步驟c電鍍完成后，在600°C進行熱處理，使N1-P-Mn合金鍍層中的晶粒更為細密，最后在金屬工件表面得到致密的N1-P-Mn合金鍍層。
[0019]將金屬工件表面獲得的本實施例N1-P-Mn合金鍍層進行耐蝕性、耐堿性相關的電化學測試，金屬工件表面的N1-P-Mn合金鍍層的性能測試結果參見表1。
[0020]實施例六:
本實施例與前述實施例基本相同，特別之處在于:
在本實施例中，材料表面制備N1-P-Mn合金鍍層的方法，具有如下步驟:
a.金屬工件表面的預處理:與實施例一相同；
b.金屬工件表面除油:與實施例一相同；
c.鍍層制備:采用鎳磷錳系電鍍液，用質量濃度為5%的稀硫酸調節鎳磷錳系電鍍液的pH值至3.8，然后 把鎳磷錳系電鍍液加熱至65 °C，并維持鎳磷錳系電鍍液溫度65 °C，再將經過上述步驟b處理后的金屬工件放入鎳磷錳系電鍍液中，以金屬工件作為陰極，以鎳金屬作為陰極，控制陰極電流密度為2.6A/dm--，對鎳磷錳系電鍍液進行電磁攪拌，加速傳質過程，鎳磷錳系電鍍液中的主要溶質組分由硫酸鎳、氯化鎳、次磷酸鈉、硼酸、氯化錳和氟化氫銨組成，其中NiSO4.6H20的濃度為300 g/L，氯化鎳的濃度為40 g/L, NaH2PO2.H2O的濃度為40 g/L,硼酸的濃度為45/L，氯化錳的濃度為30g/L，氟化氫銨的濃度為15g/L，余量為水；
d.鍍層熱處理:金屬工件經過上述步驟c電鍍完成后，在700°C進行熱處理，使N1-P-Mn合金鍍層中的晶粒更為細密，最后在金屬工件表面得到致密的N1-P-Mn合金鍍層。
[0021]將金屬工件表面獲得的本實施例N1-P-Mn合金鍍層進行耐蝕性、耐堿性相關的電化學測試，金屬工件表面的N1-P-Mn合金鍍層的性能測試結果參見表1。
[0022]實施例七:本實施例與前述實施例基本相同，特別之處在于:
在本實施例中，材料表面制備N1-P-Mn合金鍍層的方法，具有如下步驟:
a.金屬工件表面的預處理:與實施例一相同；
b.金屬工件表面除油:與實施例一相同；
c.鍍層制備:采用鎳磷錳系電鍍液，用質量濃度為6%的稀硫酸調節鎳磷錳系電鍍液的pH值至3.0，然后把鎳磷錳系電鍍液加熱至70°C，并維持鎳磷錳系電鍍液溫度70°C，再將經過上述步驟b處理后的金屬工件放入鎳磷錳系電鍍液中，以金屬工件作為陰極，以鎳金屬作為陰極，控制陰極電流密度為2.5A/dm--，對鎳磷錳系電鍍液進行電磁攪拌，加速傳質過程，鎳磷錳系電鍍液中的主要溶質組分由硫酸鎳、氯化鎳、次磷酸鈉、硼酸、氯化錳和氟化氫銨組成，其中NiSO4.6H20的濃度為285 g/L，氯化鎳的濃度為40 g/L, NaH2PO2.H2O的濃度為32 g/L,硼酸的濃度為35/L，氯化錳的濃度為20g/L，氟化氫銨的濃度為18g/L，余量為水；
d.鍍層熱處理:金屬工件經過上述步驟c電鍍完成后，在500°C進行熱處理，使N1-P-Mn合金鍍層中的晶粒更為細密，最后在金屬工件表面得到致密的N1-P-Mn合金鍍層。
[0023]將金屬工件表面獲得的本實施例N1-P-Mn合金鍍層進行耐蝕性、耐堿性相關的電化學測試，金屬工件表面的N1-P-Mn合金鍍層的性能測試結果參見表1。
[0024]實施例八:
本實施例與前述實施例基本相同，特別之處在于:
在本實施例中，材料表面制備N1-P-Mn合金鍍層的方法，具有如下步驟:
a.金屬工件表面的預處理:與實施例一相同；
b.金屬工件表面除油:與實施例一相同；
c.鍍層制備:采用鎳磷錳系電鍍液，用質量濃度為5%的稀硫酸調節鎳磷錳系電鍍液的pH值至5.0，然后把鎳磷錳系電鍍液加熱至45 °C，并維持鎳磷錳系電鍍液溫度45°C，再將經過上述步驟b處理后的金屬工件放入鎳磷錳系電鍍液中，以金屬工件作為陰極，以鎳金屬作為陰極，控制陰極電流密度為2A/dm--，對鎳磷錳系電鍍液進行電磁攪拌，加速傳質過程，鎳磷錳系電鍍液中的主要溶質組分由硫酸鎳、氯化鎳、次磷酸鈉、硼酸、氯化錳和氟化氫銨組成，其中NiSO4.6H20的濃度為295 g/L，氯化鎳的濃度為40 g/L, NaH2PO2.H2O的濃度為36 g/L,硼酸的濃度為35/L，氯化錳的濃度為12g/L，氟化氫銨的濃度為24g/L，余量為水；
d.鍍層熱處理:金屬工件經過上述步驟c電鍍完成后，在600°C進行熱處理，使N1-P-Mn合金鍍層中的晶粒更為細密，最后在金屬工件表面得到致密的N1-P-Mn合金鍍層。
[0025]將金屬工件表面獲得的本實施例N1-P-Mn合金鍍層進行耐蝕性、耐堿性相關的電化學測試，金屬工件表面的N1-P-Mn合金鍍層的性能測試結果參見表1。
[0026]實施例九:
本實施例與前述實施例基本相同，特別之處在于:
在本實施例中，材料表面制備N1-P-Mn合金鍍層的方法，具有如下步驟:
a.金屬工件表面的預處理:與實施例一相同；
b.金屬工件表面除油:與實施例一相同； c.鍍層制備:采用鎳磷錳系電鍍液，用質量濃度為5%的稀硫酸調節鎳磷錳系電鍍液的pH值至4.8，然后把鎳磷錳系電鍍液加熱至50°C，并維持鎳磷錳系電鍍液溫度50°C，再將經過上述步驟b處理后的金屬工件放入鎳磷錳系電鍍液中，以金屬工件作為陰極，以鎳金屬作為陰極，控制陰極電流密度為2A/dm--，對鎳磷錳系電鍍液進行電磁攪拌，加速傳質過程，鎳磷錳系電鍍液中的主要溶質組分由硫酸鎳、氯化鎳、次磷酸鈉、硼酸、氯化錳和氟化氫銨組成，其中NiSO4.6Η20的濃度為305g/L，氯化鎳的濃度為40 g/L, NaH2PO2 -H2O的濃度為42g/L，硼酸的濃度為35/L，氯化錳的濃度為18g/L，氟化氫銨的濃度為21g/L，余量為水；
d.鍍層熱處理:金屬工件經過上述步驟c電鍍完成后，在700°C進行熱處理，使N1-P-Mn合金鍍層中的晶粒更為細密，最后在金屬工件表面得到致密的N1-P-Mn合金鍍層。
[0027]將金屬工件表面獲得的本實施例N1-P-Mn合金鍍層進行耐蝕性、耐堿性相關的電化學測試，金屬工件表面的N1-P-Mn合金鍍層的性能測試結果參見表1。
[0028]實施例十:
本實施例與前述實施例基本相同，特別之處在于:
在本實施例中，材料表面制備N1-P-Mn合金鍍層的方法，具有如下步驟:
a.金屬工件表面的預處理:與實施例一相同；
b.金屬工件表面除油:與實施例一相同；
c.鍍層制備:采用鎳磷錳系電鍍液，用質量濃度為10%的稀硫酸調節鎳磷錳系電鍍液的pH值至3.4，然后把鎳磷錳系電鍍液加熱至67V，并維持鎳磷錳系電鍍液溫度67V，再將經過上述步驟b處理后的金屬工件放入鎳磷錳系電鍍液中，以金屬工件作為陰極，以鎳金屬作為陰極，控制陰極電流密度為3A/dm--，對鎳磷錳系電鍍液進行電磁攪拌，加速傳質過程，鎳磷錳系電鍍液中的主要溶質組分由硫酸鎳、氯化鎳、次磷酸鈉、硼酸、氯化錳和氟化氫銨組成，其中NiSO4.6Η20的濃度為315g/L，氯化鎳的濃度為40 g/L, NaH2PO2 -H2O的濃度為46g/L，硼酸的濃度為35/L，氯化錳的濃度為18g/L，氟化氫銨的濃度為16g/L，余量為水；
d.鍍層熱處理:金屬工件經過上述步驟c電鍍完成后，在500°C進行熱處理，使N1-P-Mn合金鍍層中的晶粒更為細密，最后在金屬工件表面得到致密的N1-P-Mn合金鍍層。
[0029]將金屬工件表面獲得的本實施例N1-P-Mn合金鍍層進行耐蝕性、耐堿性相關的電化學測試，金屬工件表面的N1-P-Mn合金鍍層的性能測試結果參見表1。
[0030]實施例^^一:
本實施例與前述實施例基本相同，特別之處在于:
在本實施例中，材料表面制備N1-P-Mn合金鍍層的方法，具有如下步驟:
a.金屬工件表面的預處理:與實施例一相同；
b.金屬工件表面除油:與實施例一相同；
c.鍍層制備:采用鎳磷錳系電鍍液，用質量濃度為5%的稀硫酸調節鎳磷錳系電鍍液的pH值至4.6，然后把鎳磷錳系電鍍液加熱至61 °C，并維持鎳磷錳系電鍍液溫度61 °C，再將經過上述步驟b處理后的金屬工件放入鎳磷錳系電鍍液中，以金屬工件作為陰極，以鎳金屬作為陰極，控制陰極電流密度為3A/dm--，對鎳磷錳系電鍍液進行電磁攪拌，加速傳質過程，鎳磷錳系電鍍液中的主要溶質組分由硫酸鎳、氯化鎳、次磷酸鈉、硼酸、氯化錳和氟化氫銨組成，其中NiSO4.6 Η20的濃度為300g/L，氯化鎳的濃度為40 g/L, NaH2PO2 -H2O的濃度為36g/L，硼酸的濃度為41/L，氯化錳的濃度為10g/L，氟化氫銨的濃度為18g/L，余量為水；
d.鍍層熱處理:金屬工件經過上述步驟c電鍍完成后，在600°C進行熱處理，使N1-P-Mn合金鍍層中的晶粒更為細密，最后在金屬工件表面得到致密的N1-P-Mn合金鍍層。
[0031]將金屬工件表面獲得的本實施例N1-P-Mn合金鍍層進行耐蝕性、耐堿性相關的電化學測試，金屬工件表面的N1-P-Mn合金鍍層的性能測試結果參見表1。
【權利要求】
1.一種鎳磷錳系電鍍液，其特征在于，電鍍液配方如下: NiSO4.6H20的濃度為280-320 g/L，氯化鎳的濃度為40 g/L，NaH2PO2.H2O的濃度為30-50 g/L，硼酸的濃度為35-45g/L，氯化錳的濃度為5_30g/L，氟化氫銨的濃度為15_25g/L，采用稀硫酸調節電鍍液pH為3.0-5.0。
2.根據權利要求1所述鎳磷錳系電鍍液，其特征在于: NiSO4.6H20的濃度為295-310 g/L,氯化鎳的濃度為40 g/L, NaH2PO2.H2O的濃度為36-45 g/L,硼酸的濃度為35-45g/L，氯化錳的濃度為12_20g/L，氟化氫銨的濃度為15-24g/L，采用稀硫酸調節電鍍液pH為4.5-5.0。
3.根據權利要求2所述鎳磷錳系電鍍液，其特征在于: NiSO4.6H20的濃度為295-305 g/L,氯化鎳的濃度為40 g/L, NaH2PO2.H2O的濃度為36-42 g/L,硼酸的濃度為35-45g/L，氯化錳的濃度為12_18g/L，氟化氫銨的濃度為21-24g/L，采用稀硫酸調節電鍍液pH為4.8-5.0。
4.一種采用權利要求1所述鎳磷錳系電鍍液的材料表面制備N1-P-Mn合金鍍層的方法，其特征在于，具有如下步驟: a.金屬工件表面 的預處理:采用砂紙對金屬工件進行打磨，除去金屬工件表面的氧化物膜層，并對金屬工件進行機械拋光處理，使金屬工件表面具有鏡面金屬光澤； b.金屬工件表面除油:采用丙酮對經過上述步驟a打磨好的金屬工件進行除油； c.鍍層制備:采用鎳磷錳系電鍍液，用質量濃度為5%-10%的稀硫酸調節鎳磷錳系電鍍液的PH值至3.0-5.0，然后把鎳磷錳系電鍍液加熱至45-65 °C，并維持鎳磷錳系電鍍液溫度45-65°C，再將經過上述步驟b處理后的金屬工件放入鎳磷錳系電鍍液中，以金屬工件作為陰極，以鎳金屬作為陰極，控制陰極電流密度為2-3A/dm--，對鎳磷錳系電鍍液進行電磁攪拌，鎳磷錳系電鍍液中的主要溶質組分由硫酸鎳、氯化鎳、次磷酸鈉、硼酸、氯化錳和氟化氫銨組成，其中NiSO4.6H20的濃度為280-320 g/L，氯化鎳的濃度為40 g/L, NaH2PO2.H2O的濃度為30-50 g/L,硼酸的濃度為35-45g/L，氯化錳的濃度為5_30g/L，氟化氫銨的濃度為15-25g/L ； d.鍍層熱處理:金屬工件經過上述步驟c電鍍完成后，在500-700°C進行熱處理，最后在金屬工件表面得到致密的N1-P-Mn合金鍍層。
5.根據權利要求4所述材料表面制備N1-P-Mn合金鍍層的方法，其特征在于:在上述步驟c中，用稀硫酸調節鎳磷錳系電鍍液的pH值至3.5-5.0。
6.根據權利要求4或5所述材料表面制備N1-P-Mn合金鍍層的方法,其特征在于:在上述步驟c中，維持鎳磷錳系電鍍液溫度50-60°C。
7.根據權利要求4或5所述材料表面制備N1-P-Mn合金鍍層的方法，其特征在于，在上述步驟a中，采用砂紙打磨金屬工件表面，砂紙型號的打磨順序依次是:600# — 1000# — 2000#,然后將金屬工件在金相試樣拋光機上拋光，使金屬工件表面具有鏡面金屬光澤。
8.根據權利要求4或5所述材料表面制備N1-P-Mn合金鍍層的方法，其特征在于:鎳磷錳系電鍍液中的NiSO4.6H20的濃度為295-310 g/L,氯化鎳的濃度為40 g/L, NaH2PO2.H2O的濃度為36-45 g/L，硼酸的濃度為35-45g/L，氯化錳的濃度為12_20g/L，氟化氫銨的濃度為15-24g/L，采用稀硫酸調節電鍍液pH為4.5-5.0。
9.根據權利要求8所述材料表面制備N1-P-Mn合金鍍層的方法，其特征在于:鎳磷錳系電鍍液中的NiSO4.6Η20的濃度為295-305 g/L，氯化鎳的濃度為40 g/L, NaH2PO2 -H2O的濃度為36-42 g/L，硼酸的濃度為35-45g/L，氯化錳的濃度為12_18g/L，氟化氫銨的濃度為21-24g/L，采用稀硫酸 調節電鍍液pH為4.8-5.0。
【文檔編號】C25D3/56GK103966636SQ201410130679
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年4月2日 優先權日:2014年4月2日
【發明者】鐘慶東, 黃哲瑞 申請人:上海大學