不锈钢镀复合镀层工艺技术方法

本节介绍不锈钢镀镍-HAP复合镀层 。

1. HAP羟基磷灰石的生物活性

  羟基磷灰石是一种重要的生物活性材料，与骨骼、牙齿的无机成分极为相似，具有良好的生物相容性，埋入人体后易与新生骨结合，所以HAP已广泛应用于临床医学，作为人工骨骼、牙齿的替换材料。

2. HAP 粒子与金属镍的共沉积

  HAP的脆性大，易从情性材料上剥落而严重影响质量。白晓军等人研究将HAP粒子与金属镍共汇积在不锈钢基体上，不锈钢含有铬核较多的稳定奥氏体元素镍，耐蚀性好，具有高塑性，易加工成型，亦无毒，而且其在医疗上已有广泛应用。研究了采用有效的预处理方法，将镍- HAP复合镀层与不锈钢牢固结合起来，使之在临床医学得以应用。

3. 镍HAP复合镀的工艺程序

  预浸蚀（硫酸10%,60℃,30min)→水洗→阴极活化→水洗→预镀镍→水洗→复合镀。

①. 阴极活化工艺

  硫酸（98%)  650mL/L  、电压  10V  

  水 350mL/L  、 时间  2min  、 温度  室温

②. 预镀镍工艺

  盐酸（HCI)(37%)  120mL/L  、电流密度（DK)  16A/d㎡

  氯化镍（NiCl₂·6H₂O)  240g/L  、时间  2min  、  温度  室温

③. 复合镀液组成及工艺条件

硫酸镍（NiSO₄·7H₂O)  250g/L   、 HAP  40g/L

氯化镍（NiCl₂·6H₂O)  35g/L  、 pH  2.0

硼酸  40g/L  、温度  （50±2)℃  、电流密度（DK)   2.5A/d㎡

十二烷基硫酸钠（C₁₂H₂₅SO₄Na)  0.08g/L  、  搅拌速率   一定

4. 复合镀工艺参数对镀层结合力的影响

  镀液pH和温度分别对镀层硬度和厚度的影响见图4-17。硬度和厚度随pH和温度的变化均具有峰值。从实验中还可见，过高的pH时，镀层光亮不均匀。电流密度（DK)的影响是Dk过高时，镀层容易烧焦，过低，镀层不够光亮。选用一定的速率搅拌，并采用在镀槽中加挡板，使HAP粒子在镀液中均匀分散形成悬浊液，使粒子在镀层中均匀分布。

5. HAP粒子的含量对结合力及镀层性能的影响

  在镀液中依次加入20g/L、30g/L、40g/L、50g/L、60g/L、70g/L、80g/L、90g/LHAP粒子，在不锈钢上镀出复合镀层，采用锉刀法测试其性能，得出当HAP含量为40g/L时的结合力最好，显微硬度为312.95.HAP含量过大，使镍与基体的结合力下降。