[实用新型]高耐蚀的钢基表面复合镀层材料

说明书

技术领域

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

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。

化学镀Ni-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，Ni-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Ni-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Ni–P的合金镀液中加入适量的锌盐(硫酸锌、氯化锌)，可得到Ni-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高。

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Ni-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。

因此，提高钢铁材料的表面性能，得到高耐蚀性、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

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。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

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。

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：

Ni-P镀层是具有优良防腐蚀性能镀层；紧邻Ni-P镀层的Ni-P-纳米SiO₂镀层，由于纳米SiO₂的加入，显著提高Ni-P镀层的硬度，增加耐磨性；三元合金镀层Ni-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Ni-P镀层和基体材料。复合镀层采用Ni-P镀层、Ni-P-纳米SiO₂镀层、Ni-Zn-P镀层和Ni-P镀层的顺序，外层Ni-P镀层和Ni-Zn-P镀层具有高耐蚀性，中间层Ni-P-纳米SiO₂镀层具备高硬度、耐磨性和耐蚀性好的优点，内层Ni-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。

作为优选，本实用新型更进一步的技术方案是：

所述的Ni-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Ni-Zn-P镀层。

所述的内层和最外层Ni-P镀层厚度为5～10μm。

所述的Ni-P-纳米SiO₂镀层厚度为10～20μm。

所述的Ni-Zn-P镀层厚度为10～20μm。

附图说明

图1是本实用新型实施例的结构示意图；

图中：1-碳钢基体；2-内层Ni-P镀层；3-Ni-P-纳米SiO₂镀层；4-Ni-Zn-P镀层，5-外层Ni-P镀层。

具体实施方式

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。