CN102936721A - 玻璃封接金属接线座化学镀镍工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提出的一种玻璃封接金属接线座化学镀镍工艺，主要包括：(a)有机溶剂除油；(b)酸洗；(c)涂保护胶，（d)电化学除油；（e）化学镀镍：将上述处理后的玻璃封接金属接线座放入在含有镍离子盐、还原剂、络合剂、稳定剂、光亮剂、缓冲剂的化学镀镍溶液中进行氧化还原反应，沉积上金属镍；（f）化学镀镍后经活化再进行氰化镀镉。本发明工艺方法简单实用，槽液易于调整控制，溶液沉积速度较快、化学稳定性较好，使用寿命长，成本低。解决了传统工艺深盲孔内表面局部镀不上，“三防”性能通不过，电镀后绝缘性和气密性降低，使产品零件合格率低、返修率和报废率高的问题，提高了产品质量，降低了生产成本。

Description

玻璃封接金属接线座化学镀镍工艺

 

技术领域

本发明涉及一种玻璃封接金属接线座化学镀镍的工艺方法，本发明描述中涉及的玻璃封接金属接线座化学镀镍工艺，并不限于此类金属接线座的化学镀镍，还可以适用于其它具有自催化活性的金属零件表面的化学镀镍。

背景技术

在现有技术中，由于受电力线被遮挡、阻断形成分布不均以及深盲孔内的电镀槽液局部变化快等因素的影响，深盲孔内的金属内壁表面上要获得理想的电镀层是极其困难的，尤其是在深盲孔管径较小又较深的情况下，采用传统的电镀技术在深盲孔内的金属内壁表面上基本上无法获得电镀层。但对某些有特殊要求的零件时，要求深盲孔内的金属内壁表面上必须有完整且足够厚度的电镀层，才能满足产品特殊的性能要求。为达成此目的，对该类金属接线座只能采用先进行化学镀镍，然后再进行电镀镉处理。因此，玻璃封接金属接线座化学镀镍质量的好坏直接影响着整个玻璃封接金属接线座电镀镉的加工质量。

根据目前现有技术的化学镀镍反应机理，按照“原子氢态理论”假说，在化学镀镍反应过程中将产生出原子态的氢。用最常用的次亚磷酸根H₂PO₂ ^-作为镍的还原剂时，其反应历程是：H₂PO₂ ^-的催化脱氢，使氢化物离子迁移到催化表面，是这种沉积过程的第一步反应，

H₂PO₂ ^-＋H₂O ^表面催化 →HPO₃ ^2-＋2H⁺＋H^-

然后, 氢化物离子与镍离子反应。这时的镍离子，可能是一种吸附在催化区域上的水化粒子（NiOH⁺），反应的结果便形成了镀镍层，

                2H^-＋Ni²⁺—→Ni⁰＋H₂↑

于是，总的反应便有：

2H₂PO₂ ^-＋2H₂O＋Ni²⁺—→Ni⁰＋H₂↑＋4H⁺＋2HPO₃ ^2-

同时，氢化物离子也可与氢离子反应，从而降低H₂PO₂ ^-的利用率：

H^-＋H⁺—→H₂↑

其采用的化学镀镍配方及工艺参数通常为：硫酸镍含量为20～30g/L，次亚磷酸钠含量为20～30g/L，柠檬酸盐含量为10～15g/L，醋酸钠含量为10～15g/L，工作温度为85～95℃，PH值为5～6，时间为40～60min。该配方为酸性化学镀镍槽液，硫酸镍是主盐，为溶液提供金属镍离子；提高镍离子浓度，可以提高镍的沉积速度，但当镍盐浓度过高（如超过30g/L）时，会导致镀液的稳定性下降，并易出现粗糙镀层。次亚磷酸钠是还原剂，提高次亚磷酸钠浓度，可提高沉积速度，但次亚磷酸钠浓度增加并不能无限地提高镍的沉积速度；超过极限浓度，虽增加次亚磷酸钠的浓度，其沉积速度不仅不会增加，反而使镀液的稳定性下降，引起镀液自然分解，降低镀层质量。柠檬酸盐是络合剂，目的是防止亚磷酸镍沉淀和提高镀液中亚磷酸镍的沉淀点，以增强稳定性，提高沉积速度和改善镀层外观。随着化学镀镍的进行，亚磷酸根的增加很快就达到亚磷酸镍的沉淀点而出现沉淀，使沉积速度降低，甚至无沉积；加入络合剂后由于大部分镍离子与络合剂结合成络离子，不易与亚磷酸根离子反应生成亚磷酸镍沉淀，沉淀点得到提高，促使镀液稳定。醋酸钠是缓冲剂，能有效地控制溶液的PH值，防止槽液的PH值迅速降低（引起沉积速度降低）。镀液PH值提高，使镀层沉积速度大大加快，但过分提高会使镀液中亚磷酸镍的沉淀点大大降低而使镀液容易混浊，易导致镀液产生自分解，缩短镀液的使用寿命；PH值降得过低，会使镀层难以沉积到工件上。从上述各成分的主要作用和特性可见，常用的化学镀镍溶液是不太稳定的，而且使用寿命短，成本比较高。由此在玻璃封接金属接线座表面沉积的这种化学镀层有时是粗糙、疏松而结合力差的。

在化学镀镍中，沉积速度和溶液的稳定性是相矛盾的。通常高速化学镀镍溶液往往稳定性差，适当的添加稳定剂有助于溶液寿命的提高。稳定剂的添加量必须控制，添加太少起不到稳定作用，添加过多会导致沉积镍的反应显著减慢，甚至反应停止。适当降低主盐浓度和镀液PH值也会降低溶液自然分解的倾向。溶液不稳定是传统化学镀镍工艺的最大缺点，且存在工艺槽液自分解快、失效快，零件镀镍的返修率高，生产效率低的缺陷。

发明内容

本发明的任务是提出一种沉积速度较快、化学稳定性较好，使用寿命较长，金属镍覆盖力强的玻璃封接金属接线座化学镀镍工艺，通过本发明化学镀镍处理后的玻璃封接金属接线座，电镀镉后能够达到镀镉层具有与基体良好的结合力。

为了达到上述目的，本发明提供的一种玻璃封接金属接线座化学镀镍工艺，其特征在于，该工艺方法由以下主要步骤：

(a)有机溶剂除油: 在室温下，按常规工艺将玻璃封接金属接线座放入汽油中进行清洗除油；

(b)酸洗：除去玻璃封接金属接线座表面的锈蚀产物；

(c)涂保护胶：水洗、吹干、卸挂后涂保护胶；

（d)电化学除油：将玻璃封接金属接线座放入碱溶液中进行电化学除油；

（e）化学镀镍：将上述处理后的玻璃封接金属接线座放入在含有镍离子盐、还原剂、络合剂、稳定剂、光亮剂、缓冲剂的化学镀镍溶液中进行氧化还原反应，沉积上金属镍；

（f）化学镀镍后电镀镉：化学镀镍后经活化再进行氰化镀镉；

(g)除氢：将氢从零件中赶出，以消除“氢脆”现象；

(h)钝化：进行三酸二次钝化，以进一步地提高其防护性能和装饰性能。

本发明相比于现有技术具有如下有益效果。

本发明采用化学沉积的方法使在该类金属接线座上的深盲孔内的呈扇形分布的若干个金属接线杆、屏蔽管(接线杆与屏蔽管之间、接线杆与接线座之间相互被玻璃封接住并彼此绝缘)以及该类接线座上的深盲孔的内壁表面上获得了化学镀镍层。这种化学镀镍后再电镀镉，得到的镀镉层与玻璃封接金属接线座基体有非常好的结合力，既确保了该类金属接线座组合件电镀后的绝缘性和气密性不降低，又保证了该类金属接线座组合件的“三防”性能要求，满足了玻璃封接金属接线座电镀镉的需要。

本发明提供的玻璃封接金属接线座化学镀镍工艺方法简单实用，槽液易于调整控制，溶液沉积速度较快、化学稳定性较好，使用寿命长，成本低。解决了传统工艺深盲孔内表面局部镀不上，“三防”性能通不过，电镀后绝缘性和气密性降低，使产品零件合格率低、返修率和报废率高的问题，提高了产品质量，降低了生产成本。

本发明与传统工艺比较，化学镀镍工艺维护简单，成本低，镀层质量好。零件镀镉后的返修率降低了95%以上，基本无报废发生，生产效率提高了一倍，这样，节约的零件返修、报废费用和提高生产效率带来的成本节约，每年可产生经济效益达十多万元。

具体实施方式

在以下实施例中将进一步举例说明本发明，这些实施例仅用于说明本发明而对本发明没有限制。

在以下实施例中，在室温下，按常规工艺将玻璃封接金属接线座放入航空汽油中，进行清洗除油并晾干。

装挂后进行酸洗，以除去玻璃封接金属接线座表面的锈蚀产物（氧化膜）；

水洗、吹干、卸挂后涂保护胶：对封接的玻璃表面涂胶进行保护，防止后续工序对玻璃表面产生化学浸蚀而影响绝缘性和气密性造成报废；

干燥后重新装挂进行电化学除油：将玻璃封接金属接线座放入碱溶液中进行电化学除油，以除去表面油脂。一般采用以NaOH溶液为主的碱性槽液， NaOH的浓度为50～65g/L，Na₂CO₃.10H₂O的浓度为50～60g/L，Na₃PO₄.12H₂O的浓度为50～60g/L和Na₂SiO₃的浓度3～5g/L，工作温度为70～80℃，阳极电流密度为5～10A/dm²，时间为5～10min。

然后经弱腐蚀、蒸馏水洗后进行化学镀镍：将上述处理后的玻璃封接金属接线座放入在含有镍离子盐、还原剂、络合剂、稳定剂、光亮剂、缓冲剂的化学镀镍溶液中进行氧化还原反应，沉积上金属镍。

所述的镍离子盐是硫酸镍，还原剂是次亚磷酸钠，络合剂是柠檬酸盐，稳定剂是乙酸铅，光亮剂是硫脲，缓冲剂是醋酸钠。

化学镀镍溶液是按硫酸镍15～30g/L，次亚磷酸钠10～30g/L，柠檬酸盐5～20g/L，乙酸铅1～5mg/L，硫脲1～5mg/L，醋酸钠5～20g/L的含量配制的。玻璃封接金属接线座化学镀镍槽液的工作温度为85～95℃，PH值为5～6，时间为40～60min。

化学镀镍后经活化再进行氰化镀镉，以提高其防护性能。

最后再进行除氢、三酸二次钝化，以进一步地提高其防护性能和装饰性能，以满足玻璃封接金属接线座的特殊需要。当今研究的比较多的钝化方法主要有:高铬酸钝化、低铬酸钝化、无铬钝化、三价铬钝化等，高铬酸钝化液有重铬酸盐钝化液、三酸一次钝化液和三酸二次钝化液等类型。本实施例采用三酸二次钝化(含铬酐、硫酸和硝酸)，其一次钝化液组成为：铬酐200～220g／L，硫酸10～15ml／L，硝酸40～50 ml／L，温度为室温，处理时间为5～10s；二次钝化液组成为：铬酐250～300g／L，硫酸20～25ml／L，硝酸20～25 ml／L，温度为室温，处理时间为8～12s，取出空中抖动10～15s。

实施例1

前处理按以上常规金属零件电镀进行。电镀镉的方法按氰化镀镉工艺（含除氢和三酸二次钝化）进行。化学镀镍溶液按：

硫酸镍25g/L，次亚磷酸钠25g/L，柠檬酸盐20g/L，乙酸铅5mg/L，硫脲5mg/L，醋酸钠20g/L的含量配制。玻璃封接金属接线座化学镀镍槽液的工作温度为90～95℃，PH值为5～6，时间为40min。

目测镀镉层外观：镀层结晶细致、均匀，三酸二次钝化膜为由黄绿色至金黄色的彩虹色。

镀层与基体结合力：将试件夹在台钳上，用粗锉刀锉镀层边棱，锉刀与镀层表面大约成45°角，由基体金属向镀层方向锉，镀层均不起皮和脱落。

绝缘电阻检查：用500伏兆欧表检查接线杆与接线座之间、接线杆与接线杆之间的绝缘电阻均大于500兆欧。

气密性检查：在0.3Mpa下，保持1分钟均不漏气。

实施例2

前处理按以上常规金属零件电镀进行。电镀镉的方法按氰化镀镉工艺，含除氢和三酸二次钝化进行。化学镀镍溶液按：

硫酸镍20g/L，次亚磷酸钠15g/L，柠檬酸盐12g/L，乙酸铅2mg/L，硫脲3mg/L，醋酸钠12g/L的含量配制。玻璃封接金属接线座化学镀镍槽液的工作温度为85～90℃，PH值为5～6，时间为50min。

目测镀镉层外观：镀层结晶细致、均匀，三酸二次钝化膜为由黄绿色至金黄色的彩虹色。

镀层与基体结合力：将试件夹在台钳上，用粗锉刀锉镀层边棱，锉刀与镀层表面大约成45°角，由基体金属向镀层方向锉，镀层均不起皮和脱落。

绝缘电阻检查：用500伏兆欧表检查接线杆与接线座之间、接线杆与接线杆之间的绝缘电阻均大于500兆欧。

气密性检查：在0.3Mpa下，保持1分钟均不漏气。

实施例3

前处理按以上常规金属零件电镀进行。电镀镉的方法按氰化镀镉工艺，含除氢和三酸二次钝化进行。化学镀镍溶液按：

硫酸镍15g/L，次亚磷酸钠10g/L，柠檬酸盐5g/L，乙酸铅1mg/L，硫脲1mg/L，醋酸钠5g/L的含量配制。玻璃封接金属接线座化学镀镍槽液的工作温度为85～90℃，PH值为5～6，时间为60min。

目测镀镉层外观：镀层结晶细致、均匀，三酸二次钝化膜为由黄绿色至金黄色的彩虹色。

镀层与基体结合力：将试件夹在台钳上，用粗锉刀锉镀层边棱，锉刀与镀层表面大约成45°角，由基体金属向镀层方向锉，镀层均不起皮和脱落。

绝缘电阻检查：用500伏兆欧表检查接线杆与接线座之间、接线杆与接线杆之间的绝缘电阻均大于500兆欧。

气密性检查：在0.3Mpa下，保持1分钟均不漏气。

Claims (7)

1.一种玻璃封接金属接线座化学镀镍工艺，其特征在于主要包括如下步骤：

(a)有机溶剂除油: 在室温下，按常规工艺将玻璃封接金属接线座放入汽油中进行清洗除油；

(b)酸洗：除去玻璃封接金属接线座表面的锈蚀产物；

(c)涂保护胶：水洗、吹干、卸挂后涂保护胶；

（d)电化学除油：将玻璃封接金属接线座放入碱溶液中进行电化学除油；

（e）化学镀镍：将上述处理后的玻璃封接金属接线座放入在含有镍离子盐、还原剂、络合剂、稳定剂、光亮剂、缓冲剂的化学镀镍溶液中进行氧化还原反应，沉积上金属镍；

（f）电镀镉：化学镀镍后经活化再进行氰化镀镉。

2.根据权利要求1所述的玻璃封接金属接线座化学镀镍工艺，其特征在于，氰化镀镉后，再进行除氢和三酸二次钝化。

3.根据权利要求1所述的玻璃封接金属接线座化学镀镍工艺，其特征在于，所述的镍离子盐是硫酸镍，还原剂是次亚磷酸钠，络合剂是柠檬酸盐，稳定剂是乙酸铅，光亮剂是硫脲，缓冲剂是醋酸钠。

4.根据权利要求1所述的玻璃封接金属接线座化学镀镍工艺，其特征在于，在配制的所述化学镀镍溶液中，硫酸镍含量为15～30g/L，次亚磷酸钠含量为10～30g/L，柠檬酸盐含量为5～20g/L，乙酸铅含量为1～5mg/L，硫脲含量为1～5mg/L，醋酸钠含量为5～20g/L。

5.根据权利要求4所述的玻璃封接金属接线座化学镀镍工艺，其特征在于，玻璃封接金属接线座化学镀镍工艺的工作温度为85～95℃，PH值为5～6，时间为40～60min。

6.根据权利要求1所述的玻璃封接金属接线座化学镀镍工艺，其特征在于，电化学除油的碱溶液，含有浓度为50～65g/L的NaOH，浓度为50～60g/L的Na₂CO₃.10H₂O，浓度为50～60g/L的Na₃PO₄.12H₂O和浓度3～5g/L的Na₂SiO₃。

7.根据权利要求6所述的玻璃封接金属接线座化学镀镍工艺，其特征在于，电化学除油的工作温度为70～80℃，阳极电流密度为5～10A/dm²，时间为5～10min。