[发明专利]一种用于制备Cu-纳米TiC/SiO2

摘要

本发明涉及的是一种用于制备Cu‑纳米TiC/SiO2梯度层的方法，利用真空场、超声波场、电场、磁场多场作用复合电沉积方法在镀件表面制备Cu‑纳米TiC/SiO2梯度层，具体为：一、将所述氰化钠加入配制槽中，搅拌至溶解；将氰化亚铜用水调成糊状液，慢慢加到溶解的氰化钠溶液中，溶解后稀释，继续向配制槽中加入酒石酸钠、酒石酸，边加边搅拌；最后加入光亮剂、钛酸酯偶联剂、纳米TiC颗粒、纳米SiO2颗粒，补充水，搅拌均匀，得到镀液；二、镀前处理：将镀件作为阴极，选用磷的质量分数为0.1%~3%的铜板作为阳极，阳极与阴极面积比2：1，极间距30 cm；三、电沉积。本发明可极大提高被覆零件整体性能和使用寿命。

主权项

1.一种用于制备Cu‑纳米TiC/SiO2梯度层的方法，其特征在于包括如下步骤：利用真空场、超声波场、电场、磁场多场作用复合电沉积方法在镀件表面制备Cu‑纳米TiC/SiO2梯度层，包括如下步骤：一、配置镀液：镀液组成为：氰化亚铜                     30~50 g/l氰化钠                       7~20 g/l酒石酸                       40~60 g/l酒石酸钠                     30~60 g/lKg‑1光亮剂                   3~5 ml/l钛酸酯偶联剂PN‑130           2~5 g/l纳米TiC颗粒                  20~40 g/l纳米SiO2颗粒                 15~35 g/l将所述氰化钠加入配制槽中，搅拌至完全溶解；将所需氰化亚铜置于另一容器中，用少量的水调成糊状液，在不断搅拌的条件下，将糊状液慢慢加到溶解的氰化钠溶液中，直至完全溶解后，再稀释至所需体积，继续向配制槽中加入所述酒石酸钠、酒石酸，边加边搅拌；最后加入所述Kg‑1光亮剂、钛酸酯偶联剂PN‑130、纳米TiC颗粒、纳米SiO2颗粒，补充水至规定所配置的体积，搅拌均匀，得到镀液；二、镀前处理：将镀件作为阴极，对阴极进行常规除油、机械抛光处理、水洗活化，选用磷的质量分数为0.1%~3%的铜板作为阳极，阳极与阴极面积比为2：1，极间距为30 cm，平行放置；三、电沉积：将处理后的阴极和阳极放入带有真空箱、超声波发生器、磁场发生器及恒温控制器的电镀槽内，工艺条件为：电沉积电源为高频脉冲电源，脉冲电源为矩形波，电流密度为0.5~0.8 A/dm2、脉冲宽度为6 ms、镀液PH为4~5、温度为38~45℃、占空比为20%~30%、真空度为1.0×10‑3~1.0×10‑1 Pa、超声波功率为200~300 W、超声波频率为43 kHz，外加垂直磁场0.8 T，在此工艺条件下电沉积60~90 min，在镀件表面形成厚度均匀、结构致密、综合性能优越的梯度层，梯度层在其与基体结合处具有金属Cu的特性，从结合界面至表面，TiC/SiO2纳米粒子含量逐渐增加，晶粒平均尺寸减小，相应晶格畸变度增加，晶粒逐渐细化，结构由纳米晶向非晶态过渡，呈梯度分布；梯度层与镀件在界面处不存在孔隙和裂缝，各个单层之间无明显的界面；梯度层平均厚度为200 μm~314μm、表面显微硬度891 HV~938 HV、表面粗糙度Ra0.6 μm~1.2μm。