[发明专利]Ni-纳米TiN/MoS2功能梯度镀层的复合层电沉积工艺

权利要求书

1.Ni-纳米TiN/MoS₂功能梯度镀层的复合层电沉积工艺，其特征在于，该工艺步骤为：

(1)镍基纳米金属陶瓷功能梯度层材料设计：

借助计算机辅助设计和迭代运算，确定镍基纳米金属陶瓷功能梯度层的热力学边界条件，建立准确的计算模型，通过有限元分析对功能梯度层材料分布进行优化，使所制备的镍基纳米TiN/MoS₂功能梯度层中，表层50或60μm厚度内，均布的纳米TiN粒子含量达到的质量分数为4～8％、纳米MoS₂粒子含量达到的质量分数为2～4％；与基体相结合的底层在30μm厚度内，均布的纳米TiN粒子含量达到的质量分数为1～2％；在中间过渡层160～210μm范围内，纳米TiN、MoS₂粒子含量沿厚度方向呈梯度变化且沿层向分布均匀；沉积层厚度达到250～300μm；

(2)配置镀液：

镀液A为氨基磺酸镍、氯化镍、硼酸为主的水溶液，各组分质量百分比如下：

其中，镀液的pH值＝4.2，温度T＝42～45℃；

用纳米MoS₂粒子，平均粒径50nm，纯度＞99.99％，12～16g/L替代镀液A中的纳米TiN粒子，仍按照上述各组分质量百分比及配制条件配制镀液B，然后将配置好的镀液A、镀液B分别放在42～45℃水浴加热的超声清洗槽中进行机械搅拌，搅拌速率200rpm、时间为30min；

(3)制备电极：

电沉积过程中阴极为45#钢或40Cr材料零件，采用的阳极由纯度>99.99％的电解镍板制成，形状与阴极沉积面匹配，阳极与阴极面积比为≥1.5：1，两极间距50mm～60mm平行放置；

(4)复合电沉积反应过程：

45#钢或40Cr试片，尺寸为20mm×30mm，经过常规除油、机械抛光处理后放置于带有水浴加热、超声波发生器、强磁场发生器的镀槽内，电沉积电源采用高频脉冲电源，工艺条件为：超声功率为100W～400W连续可调、频率为28KHz，外加平行磁场强度2T，脉冲电源为矩形波脉冲、峰值电流密度20～60A/dm²连续可调、正向脉宽2～10ms连续可调、占空比20％～50％连续可调；采用镀液A进行电沉积30～60min后，用微流量泵将镀液B添加到镀液A中，在前述范围内逐步连续提高阴极电流密度和超声功率、降低脉冲占空比，电沉积30～60min；在维持较高峰值电流密度为50～60A/dm²，最大超声功率为400W，最小脉冲占空比20％状态下电沉积30min。