CN101225535A - 一种不损害殷钢低膨胀特性的薄层镀镍工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种薄层电镀镍工艺，采用瓦特型电镀镍方法，通过工艺参数的优化配置在一定的时间内获得很薄的镍镀层。首先对工件表面作磨削光整处理，使其表面粗糙度达到Ra 0.5μm；然后采用除油、酸洗和超声波水洗，以保证彻底去除表面的杂物；之后采用瓦特型镀镍液脉冲镀镍的工艺方案，通过控制脉冲电镀镍的工艺参数，在确定的时间内实现薄层镍完整覆盖工件表面。该方法不需专用设备，可在普通电镀设备上进行，工艺简单，成本低，加工效率较高，节省原料。工件的双金属变形效应得到有效的抑制，又可达到提高表面耐蚀性的目的，从而提高殷钢结构件的结构精度，满足超精密设备的使用要求。
Description
技术领域
本发明属于精密加工技术领域，涉及到精密、超精密设备制造与结构表面腐蚀防护技术，特别涉及到一种不损害殷钢低膨胀特性的薄层镀镍工艺方法。
背景技术
随着微细加工技术和超精密加工技术的快速发展，对加工所用设备的精度要求越来越苛刻。不但对设备工作精度提出很高的要求，而且对于设备工作环境的要求也不断提高，例如温度、振动、湿度、辐射等等，因此制造过程中必须综合考虑设备服役期间所有可能对加工精度产生影响的因素，并且逐一采取措施予以解决。以当前某些重要的微细加工设备为例，在工作时需要产品保持低于100nm的尺寸误差，这就对产品的制造设备提出了很高的要求。由于常见的工程材料在环境温度波动时，本身的热膨胀效应已经可以引起明显的变形误差，因此对于这些由多种材料匹配、结构复杂的加工系统来讲，要保证产品的制造精度，首先要着力解决设备主架构的膨胀变形误差问题，殷钢正是应这一需求而得到广泛应用的。但是殷钢的耐蚀性相比于常用的不锈钢尚有一定差距，这对它的应用形成了一定的限制。在精密设备中应用该合金时，通常采用表层镀镍的处理方法作为提高其耐蚀性的措施，但是厚达几十乃至几百微米厚度的镀层又因膨胀系数的差异会与母材产生双金属效应，对殷钢的特性形成破坏作用，因此面对新型微细和超精密加工设备的精度要求，这一处理方法显然难以适应，迫切需要加以改进，减薄镀层厚度便成为直接的解决方法。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种薄层电镀镍工艺，抑制殷钢结构件防腐蚀镀镍处理以后，因为双金属效应所产生的热膨胀变形，从而在保证工件精度的前提下提高殷钢结构的表面耐蚀性。
本发明的技术方案是，采用瓦特型电镀镍方法，通过工艺参数的优化配置，在确定的时间内获得很薄的镍镀层，其特征在于：
(1)对工件表面作磨削光整处理，使其表面粗糙度达到Ra0.5μm左右；
(2)采用除油、酸洗和超声波水洗，去除表面的杂物；
(3)采用瓦特型镀镍液脉冲镀镍工艺方案，通过控制脉冲电镀镍的工艺参数，
在确定的时间内实现薄层镍完整覆盖工件表面。
本发明的效果和益处是：
不需专用设备，可在普通电镀设备上完成加工； 使用化学药剂比较常见，工艺简单，成本低，加工效率较高，节省原料；加工后镀层与殷钢的双金属变形效应可得到有效的抑制，又可达到提高殷钢表面耐蚀性的目的，从而可以提高殷钢结构件的结构精度，满足超精密设备的使用要求。
附图说明
图1是按照给出工艺参数电镀3小时后的试样表面形貌。
图2是电镀后个别微小孔洞形貌。
具体实施方式
以下结合技术方案和附图，详细说明本发明的具体实施方式。
(1)对工件表面作磨削光整处理，使其表面粗糙度达到Ra0.5μm；
(2)采用化学除油法去除工件表面的油渍；使用稀硫酸溶液浸泡、除锈和弱侵蚀；
(3)采用超声波热水清洗，去除表面的杂物；
(4)采用瓦特型镀镍液和脉冲镀镍的工艺方案，通过控制脉冲电镀镍的工艺参数，在确定的时间内实现薄层镍完整覆盖工件表面。
电镀镍工艺参数为：
NiSO4·6H2O 220～300g/L
NiCl2·6H2O 40～60g/L
H3BO4 30～40g/L
pH值 3.7～4.6
温度 40±1℃
磁力搅拌 240±10r/min
阴极有无移动 有
阴阳极间距 100mm
电流密度Dk 0.5A/dm2
脉冲频率f 1200Hz
占空比γ 1/5
电镀时间 150～180min
实验中阳极采用电解镍板，Ni含量大于99.97％，面积为0.39dm2。在阳极镍板放入电镀液之前，先在超声波清洗剂内用弱酸侵蚀液浸泡去除氧化皮、活化表面，为防止阳极溶解产生的泥渣扩散，将镍板装入阳极袋内加以隔离；阴极板采用42mm×42mm×5mm的殷钢薄板试件，阳极与阴极面积之比为2∶1。
镀层孔隙率是反映镀层表面致密程度的一种性能指标，它直接影响到镀层的防腐蚀性能，特别是对阴极性镀层影响更为明显。由于镍的电势比铁正，对殷钢镀镍而言，镍镀层为阴极镀层。因此，孔隙率是衡量殷钢镀镍性能的主要指标。孔隙率测量方法主要有贴滤纸法、涂膏法、浸渍法和电图法。贴滤纸法因简单易行而被广泛采用，本发明即采用此方法。
从加工效果看出，采用现有的工艺方法，可在足够薄的镀层厚度下，同时保证试样表面覆盖有很完整的耐蚀性镍膜。
Claims (1)
1.一种不损害殷钢低膨胀特性的薄层镀镍工艺方法，采用镀暗镍工艺方法，通过调整工艺参数，获取5μm厚度的镀层，其特征在于：
(1)对工件表面作磨削光整处理，使其表面粗糙度达到Ra0.5μm；
(2)采用除油、酸洗和超声波水洗，去除表面的杂物；
(3)采用瓦特型镀镍液脉冲镀镍的工艺方案，通过控制脉冲电镀镍的工艺参数，在确定的时间内实现薄层镍完整覆盖工件表面；
电镀镍工艺参数为：
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|---|---|---|---|
| CNA2007101573104A CN101225535A (zh) | 2007-09-28 | 2007-09-28 | 一种不损害殷钢低膨胀特性的薄层镀镍工艺方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CNA2007101573104A CN101225535A (zh) | 2007-09-28 | 2007-09-28 | 一种不损害殷钢低膨胀特性的薄层镀镍工艺方法 |
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| CN101225535A true CN101225535A (zh) | 2008-07-23 |
Family
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|---|---|---|---|
| CNA2007101573104A Pending CN101225535A (zh) | 2007-09-28 | 2007-09-28 | 一种不损害殷钢低膨胀特性的薄层镀镍工艺方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101225535A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110067011A (zh) * | 2019-03-28 | 2019-07-30 | 上海大学 | 制备块体纳米晶镍的方法及电沉积装置 |
-
2007
- 2007-09-28 CN CNA2007101573104A patent/CN101225535A/zh active Pending
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