一种sic颗粒增强ni-凯发k8娱乐

本发明属于化学镀，更具体地说，特别涉及一种sic颗粒增强ni-p镀层的制备方法。

背景技术：

1、42crmo钢为p110级石油用钢，其经调质处理后具有优异的强韧性，常用于石油天然气开采机械油井管。随着钻采油层深度的增加，油井管不仅需要承受高温和高压，还需要承受岩石层的磨损和h2s、h2等腐蚀介质的侵蚀，服役工况非常恶劣，严重影响油井管的性能和寿命。为充分利用42crmo钢良好的综合力学性能，同时又能提高其表面耐磨及耐蚀性，表面防护技术成为首选。尤其是化学镀，因其沉积反应温度低(60～90℃)，对基材性能影响小，且设备工艺简单、效率高、成本低，广泛应用于各个工业领域。目前，化学镀技术已由原来的二元镀发展为三元镀、多元镀，甚至复合镀。对比文件cn101050525a，2007-10-10；cn101302614a，2008-11-12；cn111945193a，2020.11.17；李立,李忠盛,丛大龙等.al2o3/ni-p-sic复合涂层组织与性能的研究[j].装备环境工程,2023,20(01):112-118.黄晓梅,金少兵；镀液中sic的质量浓度对化学镀ni-p-sic复合镀层性能的影响[j].电镀与环保,2019,39(01):48-52。

2、化学复合镀可在原有二元镀的基础上复合第二相硬质粒子(金刚石、sic、al2o3、wc、b4c等)，使第二相粒子与金属离子共沉积在基材表面，以便使油井管适应于地底比较复杂的工况，增加其耐蚀性和耐磨性，保证油井管的寿命，减少经济损失。

技术实现思路

1、针对现有ni-p化学镀层的性能不足，本发明提供了一种sic颗粒增强ni-p镀层的制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种sic颗粒增强ni-p镀层的制备方法，包括一下几个步骤：

3、(1)预磨试样：将待处理的42crmo合金钢试样进行清洗，获得清洁表面，然后对试样的表面进行打磨，同时为了避免边角处的应力集中，将试样的棱角打磨出角度，以抚摸平滑柔顺为准；

4、(2)碱洗除油：把试样放在碱性溶液中进行水浴加热；

5、(3)酸洗活化：将试样从超声水浴中取出，后放入支架上悬挂在酸洗液中；

6、(4)sic颗粒浸润：将sic颗粒放进浸润溶液中浸润，清洗完后并进行干燥；

7、(5)预镀：通过水浴加热的模式，将温度控制到实验需求，把上一步活化处理过的试样吊挂在实验杯中，当其淹没在ni-p镀液中里，进行预镀；

8、(6)复合化学镀：预镀完的试样放进ni-p-sic复合镀液中进行三十分钟的正式镀。

9、优选的，所述步骤(1)的预磨试样中，采用砂纸目数为280#、400#、600#、800#、1000#、1200#依次打磨，让试样的表面质量符合实验要求。

10、优选的，所述步骤(2)碱洗除油中，制作碱洗液配方，使用30g/l的碳酸钠溶液、28g/l的氢氧化钠溶液和10g/l十二水磷酸三钠溶液混合产生的碱洗液，并且放在水浴锅中加热到65℃，放入试样除油30min。

11、优选的，所述步骤(3)酸洗活化中，制作酸洗液配方，利用37％的盐酸，在水浴锅中加热到65℃，碱洗除油完的试样用去离子水进行清洗完后，放入活化液活化2min。

12、优选的，所述步骤(4)sic颗粒浸润中，将50gsic粉末放进500ml的烧杯中(sic粉末粒度为0.5μm)，添加8ml质量浓度为37％的盐酸，后添加去离子水至250ml，利用磁力搅拌，浸润充分后，用去离子水进行清洗，直至烧杯水溶液上层出现sic悬浊液，通过加热风箱对sic颗粒干燥。

13、优选的，所述步骤(5)预镀中，配制好化学预镀液，其中化学镀液的成分分别为：24g/l硫酸镍、30g/l次亚磷酸钠、20g/l柠檬酸钠、10g/l乙酸铵、12g/l丁二酸、8g/l氨基乙酸，放置烧杯中，加入去离子水混合后产生化学镀镀液，通过磁力搅拌装置搅拌20min以上，使镀液中各成分完全溶解。

14、优选的，所述化学镀镀液配置完后，需要进行ph调节，先用ph计对镀液进行ph检测，通过添加氢氧化钠溶液进行ph调节，完全搅拌后，保证ph在5.0左右，然后把烧杯放置水浴锅中加热到85℃左右，把需要进行化学镀的42crmo合金钢试样给放置在烧杯中，预镀30min，期间不断利用ph计检测ph，保证稳定，同时利用温度计测量镀液温度，保证处于85℃左右。

15、优选的，所述步骤(6)复合化学镀中，称量好sic颗粒的重量，倒入配制好的预镀液中(ph＝5.0)，利用玻璃棒进行机械搅拌，然后在放入到超声波清洗仪中进行超声搅拌，搅拌30min，然后再把复合镀液给放置水浴锅中进行加热，加热到85℃，同时开启磁力搅拌，保证复合镀液中sic颗粒悬浮均匀，然后再放入预镀完的42crmo合金钢试样，进行第二次ni-p-sic复合镀，时间为30min。

16、优选的，所述预镀和复合镀之间，需要进行清洗，试样从预镀液中拿出，放置去离子水的烧杯中上下清洗几次，然后再放入到超声波清洗仪中清洗30s，再放入到复合镀液中，复合镀完，再次完成清洗步骤，再利用吸水纸吸干试样表面，用密封袋封存。

17、优选的，所述试样双层镀镀完后，对其进行表面表征，得出其性能。

18、本发明的技术效果和优点是：

19、1、在ni-p镀层中添加上第二相粒子后，可以明显的改变镀层的性能，从镀层的硬度，耐蚀性和耐磨性都有了明显的提升，加入的颗粒为sic，sic相较于其他第二相粒子具有价格便宜，高硬度等优势。

20、2、在ni-p-sic复合镀前施镀上ni-p预镀层，ni-p预镀层表面由均匀平整的细小胞状物组成，为后续复合镀提供了均一活性表面，这样ni、p、sic共沉积在基体表面会比较平整，保证后续的复合镀层具有更好的性能。

21、3、ni-p-sic复合镀所使用的是0.5μm，属于微纳米级颗粒，相较于微米级的颗粒，微纳米级颗粒进入到镀层中，会更加均匀的沉积在镀层表面上，使表面具有更少的缺陷，如此才能保证ni-p-sic复合镀层具有更好的性能，而ni-p-sic复合镀层中更多人使用的是纳米级的sic颗粒，纳米级的sic颗粒在施镀的中会更容易产生团聚，需要在施镀前和施镀中进行更多的处理，使其进行分离，此过程较为反锁，且纳米级的ni-p-sic复合镀层相较于微米级的ni-p-sic复合镀层的性能提升不大，因此微米级的sic微粒更加适合ni-p-sic复合镀层的第二相粒子添加。

技术特征：

1.一种sic颗粒增强ni-p镀层的制备方法，其特征包括一下几个步骤：

2.根据权利要求1所述的一种sic颗粒增强ni-p镀层的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)的预磨试样中，采用砂纸目数为280#、400#、600#、800#、1000#、1200#依次打磨，让试样的表面质量符合实验要求。

3.根据权利要求1所述的一种sic颗粒增强ni-p镀层的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)碱洗除油中，制作碱洗液配方，使用30g/l的碳酸钠溶液、28g/l的氢氧化钠溶液和10g/l十二水磷酸三钠溶液混合产生的碱洗液，并且放在水浴锅中加热到65℃，放入式样除油30min。

4.根据权利要求1所述的一种sic颗粒增强ni-p镀层的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)酸洗活化中，制作酸洗液配方，利用37％的盐酸，在水浴锅中加热到65℃，碱洗除油完的试样用去离子水进行清洗完后，放入活化液活化2min。

5.根据权利要求1所述的一种sic颗粒增强ni-p镀层的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)sic颗粒浸润中，将50gsic粉末放进500ml的烧杯中(sic粉末粒度为0.5μm)，添加8ml质量浓度为37％的盐酸，后添加去离子水至250ml，利用磁力搅拌，浸润充分后，用去离子水进行清洗，直至烧杯水溶液上层出现sic悬浊液，通过加热风箱对sic颗粒干燥。

6.根据权利要求1所述的一种sic颗粒增强ni-p镀层的制备方法，其特征在于：所述步骤(5)预镀中，配制好化学预镀液，其中化学镀液的成分分别为：24g/l硫酸镍、30g/l次亚磷酸钠、20g/l柠檬酸钠、10g/l乙酸铵、12g/l丁二酸、8g/l氨基乙酸，放置烧杯中，加入去离子水混合后产生化学镀镀液，通过磁力搅拌装置搅拌20min以上，保证镀液中各成分完全溶解。

7.根据权利要求6所述的一种sic颗粒增强ni-p镀层的制备方法，其特征在于：所述化学镀镀液配置完后，需要进行ph调节，先用ph计对镀液进行ph检测，通过添加氢氧化钠溶液进行ph调节，完全搅拌后，保证ph在5.0左右，然后把烧杯放置水浴锅中加热到85℃左右，把需要进行化学镀的42crmo合金钢试样给放置在烧杯中，预镀30min，期间不断利用ph计检测ph，保证稳定，同时利用温度计测量镀液温度，保证处于85℃左右。

8.根据权利要求1所述的一种sic颗粒增强ni-p镀层的制备方法，其特征在于：所述步骤(6)复合化学镀中，称量好sic颗粒的重量，倒入配制好的预镀液中(ph＝5.0左右)，利用玻璃棒进行机械搅拌，然后在放入到超声波清洗仪中进行超声搅拌，搅拌30min，然后再把复合镀液给放置水浴锅中进行加热，加热到85℃左右，同时开启磁力搅拌，保证复合镀液中sic颗粒悬浮均匀，然后再放入预镀完的42crmo合金钢试样，进行第二次ni-p-sic复合镀，时间为30min。

9.根据权利要求1所述的一种sic颗粒增强ni-p镀层的制备方法，其特征在于：所述预镀和复合镀之间，需要进行清洗，试样从预镀液中拿出，放置去离子水的烧杯中上下清洗几次，然后再放入到超声波清洗仪中清洗30s，再放入到复合镀液中，复合镀完，再次完成清洗步骤，再利用吸水纸吸干试样表面，用密封袋封存。

10.根据权利要求1所述的一种sic颗粒增强ni-p镀层的制备方法，其特征在于：所述试样双层镀镀完后，对其进行表面表征，得出其性能。

技术总结
本发明涉及，具体的说，涉及一种sic颗粒增强ni‑p镀层的制备方法，属于化学镀技术领域，镀液组成如下：24g/l硫酸镍、30g/l次亚磷酸钠、20g/l柠檬酸钠、10g/l乙酸铵、12g/l丁二酸、8g/l氨基乙酸以及sic颗粒(1～9g/l，0.5μm)，镀液分为ni‑p预镀液以及添加上sic颗粒形成的ni‑p‑sic复合镀液，在基体表面施镀ni‑p预镀层和ni‑p‑sic复合镀层，来改变试样的性能，施镀工艺是：对试样进行打磨、碱洗除油、酸洗活化、超声清洗、ni‑p镀层预镀30min，ni‑p‑sic复合镀30min，均放置在恒温水浴锅中，使镀液的温度保持在85℃，ph＝5.0左右，施镀完清洗干燥，密封保存，得到双层复合镀层形貌良好、硬度高、耐磨性和耐腐蚀性强，其中以添加5g/lsic颗粒得到的ni‑p‑sic复合镀层性能最好。

技术研发人员：曹晶晶,晁爽,赵文武,李河宗,杨军恒
受保护的技术使用者：河北工程大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17