制备Ni-P-UFD复合镀层的镀液

原料配比(g)

制备方法
    将各组分溶于水，搅拌均匀即可。

原料配伍
    本品各组分配比范围为(g)：
    配方一：NiSO₄ · 6H₂O为30～35、NaH₂PO₂ · H₂O为20～25、CH₃COONa · 3H₂O为15～20、乙 酸20～25mL、丙酸5～10mL、醋酸铅0.004、UFD为1、水加至1L。

    配方二：NiSO₄ · 6H₂O为180、H₃PO₄为20～22mL、NiCl₂为9～ 10、柠檬酸100、UFD为1、水加至1L。

产品应用
    本品主要应用于制备Ni-P-UFD复合镀层。方法包括以下步骤。

（1）首先用1000号SiC砂纸对被镀工件表面进行打磨处理，后用5％洗衣粉水溶液进行超声清洗，再在90～100℃的0.4mol的NaOH水溶液中浸泡10min，烘干备用。

（2）制备镀层前，先将被镀工件在5％的H2SO4水溶液中浸泡1min进行表面活化处理，后将被镀工件安装在化学镀镀槽或电镀镀槽中；被镀工件安装在化学镀镀槽中的步骤是将被镀工件连接到电源负极、将金属Ni板连接到电源正极；被镀工件安装在电镀镀槽中的步骤是将被镀工件直接用挂钩悬挂在镀槽的镀液中。

（3）取0.5～2g的UFD粉末，加20mL去离子水和适量的两性表面活性剂在陶瓷容器中用大功率射频超声分散仪进行射频超声分散，打破UFD颗粒中的团聚颗粒，使之均匀分散在去离子水中。

（4）按工艺配方配制好化学镀镀液或电镀镀液后，搅拌均匀，用滤纸或多层纱布过滤后，将均匀分散好的UFD混合液倒入镀液中，搅拌均匀混合，移入镀槽中，在机械搅拌的同时持续不断地在镀槽底部通入Ar气。

（5）在规定的镀液温度和时间里对被镀工件进行化学镀或电镀处理， 制备Ni-P-UFD复合镀层。

（6）工艺完成后，将被镀工件用自来水冲洗后，再浸泡在10％的碳 酸氢钠水溶液中，中和5min，再用去离子水冲洗后烘干，进行检验测试。

    本品步骤（5）所述的电镀工艺过程中镀液的温度可控制在室温—45℃ 范围，随着温度的提高，镀层沉积速度也随之增加，反应时间为10～ 20min，电流密度约为20A／d㎡；所述的化学镀过程中的镀液温度为75～ 85℃，时间为0.5～2h。

    本品步骤（3）所述的适量的两性的表面活性剂为按1g干燥的UFD颗 粒添加0.5g的聚乙烯吡咯烷酮。

产品特性
    本品通过采用两性表面活性剂对UFD纳米颗粒进行前期 的大功率射频超声分散表面处理，并采用独特的化学镀或电镀工艺配方， 在化学镀或电镀工艺过程中通过持续不断地在镀液容器底部通入Ar气并 连续机械搅拌的方法，解决了超微金刚石第二相颗粒在镀液和膜层的均相 分散问题，成功地在各种高速钢、钻头、铜基和铝基、不锈钢工件等被镀 件表面制备出Ni-P-UFD复合镀层。经物理、化学实验分析，发现膜层中 P的含量约为12.85％，80℃条件下，镀层沉积速度约25μm／h，经420℃ 二次退火处理后，厚度约25μm的Ni-P-UFD复合镀层，硬度可达 HV950-1200，其抗拉强度一般在640～750MPa，利用0.1mol／L的NaCl、 6mol的KOH和0.5mol H₂SO₄水溶液进行的电化学实验表明，Ni-P-UFD复合镀层的耐腐蚀特性比单纯的Ni-P镀层都有显著提高。测试数据 表明，UFD的加入大大增加了Ni-P镀层的耐磨性能和硬度，Ni-P-UFD 复合镀层硬度比传统Ni-P镀层硬度提高约1倍，如果首先对镀层在260℃ 条件下退火1h，再在500℃条件下退火1h，复合镀层的硬度更可达 HV1300。微球磨损实验机的研究数据表明，各种金属表面镀制Ni-P-UFD复合镀层后耐磨特性明显改善，在204钢上均镀30～40μm的Ni-P-UFD复合镀层后，其耐磨性分别比传统Ni-P层增强2～3.5倍。

（1）由于本品通过采用两性化学分散剂和大功率射频超声预先分散技术，加上镀膜制备中的不断搅拌技术，成功地解决了传统的UFD多元复合镀层化学镀和电镀工艺中的UFD颗粒的团聚沉淀问题，化学镀液中UFD颗粒的最大添加量可达2g／L，电镀液中UFD颗粒的最大添加量可达4g／L，两种工艺制备的膜层中UFD颗粒分布均匀。

（2）本品采用了独创的酸性条件化学镀或电镀镀液配方，该配方可保证添加一定量UFD颗粒和表面活性分散剂的化学镀或电镀溶液的化学物理特性相对稳定，保证镀层沉积的均匀一致性。

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