[发明专利]一种二元复合结构镍硼合金镀层及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种二元复合结构镍硼合金镀层及其制备方法与应用，所述镍硼合金镀层具有微、纳二元复合的微观形貌结构，其一阶形貌为微米量级的涡胞状结构单元，其二阶形貌为纳米量级的绒毛状结构单元。将表面清洁的待镀工件放入化学镀液中进行化学镀覆处理，得到经过化学镀覆处理的镀态工件；再对该镀态工件进行表面热处理，从而即可制成所述的二元复合结构镍硼合金镀层。本发明不仅具有极佳散热性能、良好耐磨损能力和较低摩擦系数，而且附着力好、不易剥落、成本低廉、加工工序简单、无污染、可工程化实现，能够有效提高零部件的服役性能，延长使用寿命，可用于高速切削工具或速射武器的表面强化处理。

技术领域

本发明涉及金属表面处理技术领域，尤其涉及一种二元复合结构镍硼合金镀层及其制备方法与应用。

背景技术

目前，高速切削工具的锯片、刀刃等零部件以及速射武器的活塞、调节器、发射管等零部件的表面通常会采用镀铬处理或黑色磷化处理，来提高基体材料的耐磨、耐高温、耐腐蚀等性能，但是镀铬处理所形成的硬铬镀层存在脆性高、散热性能差、易剥落、造价高、加工工序复杂、环境污染严重等问题，而黑色磷化处理所形成的磷化镀层在散热性、耐磨、耐高温、耐腐蚀等方面的性能均明显低于硬铬镀层，而且该磷化镀层还易出现膜层厚度不均匀、发花、白斑、瑕疵等问题。

发明内容

为了解决现有技术中零部件表面镀层存在的脆性高、散热性能差、易剥落、造价高、加工工序复杂、环境污染严重等技术问题，本发明提供了一种二元复合结构镍硼合金镀层及其制备方法与应用，不仅具有极佳散热性能、良好耐磨损能力和较低摩擦系数，而且附着力好、不易剥落、成本低廉、加工工序简单、无污染、可工程化实现，能够有效提高零部件的服役性能，延长使用寿命。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种二元复合结构镍硼合金镀层，所述镍硼合金镀层具有微、纳二元复合的微观形貌结构，其一阶形貌为微米量级的涡胞状结构单元，其二阶形貌为纳米量级的绒毛状结构单元。

优选地，所述涡胞状结构单元的表面分布着很多绒毛状结构单元。

优选地，所述二元复合结构镍硼合金镀层的膜厚为10～100微米。

一种二元复合结构镍硼合金镀层的制备方法，包括以下步骤：

步骤A、将表面清洁的待镀工件放入化学镀液中进行化学镀覆处理，并通过恒温水浴控制镀覆温度，化学镀覆的条件为：pH值为13～14、镀覆温度为85～95℃、镀覆时间为1～5h，从而得到经过化学镀覆处理的镀态工件；

其中，所述化学镀液包含以下重量份的各组分：

步骤B、对所述经过化学镀覆处理的镀态工件进行表面热处理，并控制热处理温度为350～450℃、热处理时间为1～2h，从而制成上述的二元复合结构镍硼合金镀层。

优选地，对待镀工件进行除油、超声清洗和干燥的表面前处理，从而制得表面清洁的待镀工件。

优选地，在进行化学镀覆处理过程中，对化学镀液进行磁力搅拌。

优选地，所述二元复合结构镍硼合金镀层的膜厚为10～100微米。

一种二元复合结构镍硼合金镀层的应用，将上述的二元复合结构镍硼合金镀层用于高速切削工具或速射武器的表面强化处理。