一種化學鍍高磷鎳?磷合金的方法
【專利摘要】本發明公開了一種化學鍍高磷鎳?磷合金的方法。本發明發現苯駢三氮唑和苯駢咪唑兩種有機含氮化合物復配，對檸檬酸體系化學鍍高磷鎳?磷合金具有加速和穩定作用，N?2?羥基乙基乙二胺三乙酸對檸檬酸體系化學鍍高磷鎳?磷合金鍍層具有增磷作用，并成功應用于鋁合金化學鍍高磷鎳?磷合金生產實際中，取得良好效果；采用本發明進行實驗室施鍍，鍍液使用壽命可達8個金屬周期，平均鍍速為10.3μm/h，鍍層平均磷含量為11.6％，與傳統工藝相比，鍍液壽命增加60％，鍍速增大25％，鍍層磷含量增加10.5％。
【專利說明】
-種化學媳高磯鎮-磯合金的方法
技術領域
[0001] 本發明屬于材料科學技術領域，尤其是一種化學鍛高憐儀-憐合金的方法。
【背景技術】
[0002] 化學鍛儀-憐合金技術可W賦予材料表面耐蝕性高、耐磨性好等諸多優異性能，被 廣泛應用于航空、航天等高技術領域中，W解決侶合金材料表面耐腐蝕性差的主要問題。對 于航天領域，為了保證航天器在自然條件極為苛刻的太空正常工作，除了要求接插件零件 耐蝕性高外，還要求其有很高的信號屏蔽性，采用化學鍛高憐(鍛層中憐含量大于9%)儀- 憐合金技術，由于鍛層是非磁性的，可W滿足接插件零件同時具有耐蝕性高、信號屏蔽性好 的技術要求。由于化學鍛高憐儀-憐合金鍛層需要采用對二價儀離子具有強絡合能力的絡 合劑，使得鍛液中游離儀離子濃度低，鍛速較慢，尤其在施鍛后期鍛速很慢，工效極低，鍛液 使用5個周期后就得報廢，施鍛成本高。如果采用對二價儀離子絡合能力較低的絡合劑，雖 然可W增加鍛速，提高工效，但鍛層的耐蝕性和憐含量都將降低，無法滿足宇航中對接插件 表面非磁性(信號屏蔽性)和高耐蝕性的要求。
[0003] 為了解決侶合金表面化學鍛高憐儀-憐合金工藝鍛速與鍛層憐含量呈負相關性的 矛盾，目前主要采用縮短鍛液使用壽命(不大于5個金屬周期），盡可能兼顧鍛速與鍛層憐含 量在可接受范圍內。運種方法必然導致施鍛成本高。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的是:提供了一種化學鍛高憐儀-憐合金的方法，它能同時兼顧鍛速與 鍛層憐含量，并且施鍛成本低，W克服現有技術不足。
[0005] 本發明是運樣實現的:化學鍛高憐儀-憐合金的方法，包括如下步驟：
[0006] 1)將基礎鍛液放入恒溫水浴(帶有磁力攬拌裝置)中，加熱升溫至85~9(TC ;
[0007] 2)將鍛片經過打磨、除油、水洗、表面活化、再次水洗及預鍛儀工序，實現前處理； [000引3)將經過前處理的鍛片放入裝有基礎鍛液的槽液中進行化學鍛儀；
[0009] 4)再將經過化學鍛儀的鍛片浸入銘酸鹽溶液中進行純化處理；
[0010] 5)將純化后的鍛片用去離子水洗凈后擦干，即完成了化學鍛高憐儀-憐合金。
[0011] 配置50L基礎鍛液的配置包括如下步驟：
[0012] a)先用30-4化純水溶解10-1化g硫酸儀，充分溶解完畢后，在攬拌下條件加入6- 7kg巧樣酸、1-1.5g穩定劑、0.8-lg光亮劑及0.2-0.3g潤濕劑，充分攬拌混合均勻后，再加入 純水定容至50L，作為A液；
[0013] b)先用30-4化純水溶解7-化g次憐酸鋼，充分溶解完畢后，在攬拌下加入3.5-4kg 結晶乙酸鋼、2-2.5kg巧樣酸、1.5-?穩定劑、3-3.5g光亮劑及1-1.5g潤濕劑，充分攬拌混合 均勻后，再加入純水定容至50L，作為B液；
[0014] C)先用30-4化純水溶解15-18kg-水次憐酸鋼，充分溶解完畢后，加入3.5-4kg結 晶乙酸鋼，0.4-0.6g潤濕劑及0.5-lg穩定劑，充分攬拌混合均勻后，再加入純水定容至50L， 作為c液；
[0015] d)在鍛槽中按加入化A液及lOL純水，在攬拌條件下加入lOL B液，混合均勻后調 節pH值至4.5-4.7，用純水定容至50L，即配置獲得基礎;C液作為還原劑的消耗補充液。
[0016] 所述的穩定劑為苯拼S氮挫及苯拼咪挫，苯拼S氮挫與苯拼咪挫的濃度比為4-8: 1-6;所述的光亮劑為化晚鐵鹽丙烷橫酸鹽;所述的潤濕劑為0P-10。
[0017] 步驟3)中所述的進行化學鍛儀，具體是，將鍛槽中的基礎鍛液加熱至85-9(TC后進 行化學鍛儀操作;施鍛過程中每30min向鍛槽中按1:1的體積比加入A液及C液，并采用1+1氨 水調節PH值;A液及C液的加入體積總量為基礎鍛液體積量的1-2%。
[0018] 由于采用了上述技術方案，與現有技術相比，本發明根據含氮有機物中氮原子上 有空軌道運送自由電子，有助于次亞憐酸分子中憐-氨鍵的斷裂，從而提高化學鍛儀的沉積 速率，同時穩定增加鍛層中憐含量的原理，從含氮有機物中篩選巧樣酸體系侶合金化學鍛 高憐儀-憐合金的加速劑和鍛層增憐劑，發現苯拼=氮挫和苯拼咪挫兩種有機含氮化合物 復配，對巧樣酸體系化學鍛高憐儀-憐合金具有加速和穩定作用，N-2-徑基乙基乙二胺=乙 酸對巧樣酸體系化學鍛高憐儀-憐合金鍛層具有增憐作用，并成功應用于侶合金化學鍛高 憐儀-憐合金生產實際中，取得良好效果;采用本發明進行實驗室施鍛，鍛液使用壽命可達8 個金屬周期，平均鍛速為10.3皿A，鍛層平均憐含量為11.6%，與傳統工藝相比，鍛液壽命 增加60%，鍛速增大25%，鍛層憐含量增加10.5%。
【附圖說明】
[0019] 附圖1為本發明的產品的質量檢測報告。
【具體實施方式】
[0020] 本發明的實施例1:化學鍛高憐儀-憐合金的方法，
[0021] 1、配液及配槽方法
[0022] (1)配制A液（W配制50L為例）
[0023] 先用3化左右純水溶解12.5kg硫酸儀，溶解完后，在攬拌下加入巧樣酸6.5g，苯拼 S氮挫0.75g，苯拼咪挫0.35g，PPS 0.875g，0P-10 0.25g，充分攬拌混合均勻后，定容至 50L。
[0024] (2)配制B液m配制50L計算）
[0025] 先用3化左右純水溶解8.0kg次憐酸鋼，溶解完后，在攬拌下加入結晶乙酸鋼 3.化g，巧樣酸2.12化g，苯拼S氮挫 1.125g，苯拼咪挫0.575g，PPS 3.3125g，0P-10 1.125邑， 充分攬拌混合均勻后，定容至50L。
[0026] (3)配制C液(添加用，W配制50L計算）
[0027] 用3化純水溶解16.01^次憐酸鋼(一水），溶解完后，加入結晶乙酸鋼3.751^，0口-10 500mg，苯拼S氮挫0.50g，苯拼咪挫0.25g，充分攬拌混合均勻后定容至50L備用。
[0028] (4)配槽配制50L計算）
[0029] 在鍛槽中加入化A液，再加入純水10L，在攬拌條件下加入配制好的B液10L，混合 均勻后測試pH值(正常約在4.6左右），調節至4.60，定容至50L。
[0030] (5)施鍛
[0031] 槽液加熱至87°C即可進行化學鍛儀操作。施鍛過程中每30min向鍛槽中添加 A液、C 液各375mL，l+l 氨水 120mL。
[0032] 2、開槽控制點
[0033] (1)保證次憐酸鋼的濃度并使其完全溶解；
[0034] (2)各種組分均需溶解完全；
[0035] (3)開槽液抑值在4.6左右；
[0036] (4)鍛液溫度小于90°C;
[0037] (5)控制硫酸儀(六水)濃度不超過25g/l;
[0038] (6)在條件容許的情況下，工作液開槽后，在約80°C保溫1小時再進行化學鍛儀。
[0039] 3、鍛液維護
[0040] (1)鍛液金屬儀的消耗由A液補充，還原劑(次憐酸鋼)的消耗由C液補充。為穩定鍛 液組成，需要定期(次/2h)分析鍛液中儀（n)離子濃度、次憐酸根離子濃度及抑值，根據分 析結果適時調整A液、C液和氨水的添加量。添加時，先加 A液，再加 C液。
[0041] (2)進入第四周期后，由于亞憐酸鹽的積累，鍛速會減慢，可W通過提高主鹽濃度 或者溫度來提高鍛速，但溫度的提高一定要謹慎進行，詳見表1。
[0042] (3)在鍛液停止工作時，要將鍛液溫度降低至60°C左右。當發現鍛液因為水分揮發 而變濃時，要及時補加純水至工作體積。
[0043] (4)鍛液要連續過濾(過濾頻率為2次/小時），去除可能出現的細小微粒。
[0044] (5)各周期的工藝參數控制參考值如下：
[0045] 表1各周期參數控制表
[Op/IAl
[0047] 4、鍛液維護控制點
[004引 l)pH 值
[0049] pH值關系到鍛液穩定性和鍛層質量，必需嚴格控制在工藝要求范圍內。氨水應根 據測定值補加，不能因追求鍛速而大幅增加鍛液pH值，導致沉淀產生。
[0化0] 2)溫度
[0051]溫度直接影響到鍛速、開槽鍛層的耐蝕性，其控制參照表1操作。
[0化2] 3)主鹽濃度
[0053] 主鹽濃度變化將對鍛速及鍛液穩定性產生重要影響，其濃度控制參照表1操作。
[0054] 本發明曾在工廠進行放大實驗，其檢測結果如圖1所示，各項技術指標均達到預期 值。
[0055] 本發明適用于在碳鋼、侶合金等金屬材料表面鍛覆高憐儀-憐合金鍛層，各種原材 料及添加劑容易購買，使用方便，可大幅減少施鍛成本，是一種經過了生產實際檢驗的可行 技術，具有良好的應用前景及經濟效益。
【主權項】
1. 一種化學鍍高磷鎳-磷合金的方法，其特征在于:包括如下步驟： 1) 將基礎鍍液放入恒溫水浴中，在攪拌條件下加熱升溫至85~90°C ; 2) 將鍍片經過打磨、除油、水洗、表面活化、再次水洗及預鍍鎳工序，實現前處理； 3) 將經過前處理的鍍片放入裝有基礎鍍液的槽液中進行化學鍍鎳； 4) 再將經過化學鍍鎳的鍍片浸入鉻酸鹽溶液中進行鈍化處理； 5) 將鈍化后的鍍片用去離子水洗凈后擦干，即完成了化學鍍高磷鎳-磷合金。2. 根據權利要求1所述的化學鍍高磷鎳-磷合金的方法，其特征在于:配置50L基礎鍍液 的配置包括如下步驟： a) 先用30-40L純水溶解10-15kg硫酸鎳，充分溶解完畢后，在攪拌下條件加入6-7kg檸 檬酸、1-1.5g穩定劑、0.8-lg光亮劑及0.2-0.3g潤濕劑，充分攪拌混合均勻后，再加入純水 定容至50L，作為A液； b) 先用30-40L純水溶解7-9kg次磷酸鈉，充分溶解完畢后，在攪拌下加入3.5-4kg結晶 乙酸鈉、2-2.5kg檸檬酸、1.5-2g穩定劑、3-3.5g光亮劑及1-1.5g潤濕劑，充分攪拌混合均勻 后，再加入純水定容至50L，作為B液； c) 先用30-40L純水溶解15-18kg-水次磷酸鈉，充分溶解完畢后，加入3.5-4kg結晶乙 酸鈉，0.4-0.6g潤濕劑及0.5-lg穩定劑，充分攪拌混合均勻后，再加入純水定容至50L，作為 C液； d) 在鍍槽中按加入5L A液及10L純水，在攪拌條件下加入10LB液，混合均勻后調節pH值 至4.5-4.7，用純水定容至50L，即配置獲得基礎;C液作為還原劑的消耗補充液。3. 根據權利要求2所述的化學鍍高磷鎳-磷合金的方法，其特征在于:所述的增磷劑為 N-2-羥基乙基乙二胺三乙酸，所述的穩定劑為苯駢三氮唑及苯駢咪唑，苯駢三氮唑與苯駢 咪唑的濃度比為4-8:1-6;所述的光亮劑為吡啶鑰鹽丙烷磺酸鹽;所述的潤濕劑為0P-10。4. 根據權利要求2所述的化學鍍高磷鎳-磷合金的方法，其特征在于:步驟3)中所述的 進行化學鍍鎳，具體是，將鍍槽中的基礎鍍液加熱至85-90°C后進行化學鍍鎳操作;施鍍過 程中每30min向鍍槽中按1:1的體積比加入A液及C液，并采用1+1氨水調節PH值;A液及C液的 加入體積總量為基礎鍍液體積量的1-2%。
【文檔編號】C23C18/36GK106048567SQ201610693187
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年8月21日
【發明人】劉定富, 李 雨, 舒剛
【申請人】貴州大學