CN103205736A - 镀膜件及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种镀膜件，包括金属基体及形成于该金属基体表面的耐磨层，该耐磨层是分散有聚四氟乙烯颗粒及碳化钨颗粒的非晶态磷-镍合金层。该镀膜件同具有优异的耐磨性能。本发明还提供一种上述镀膜件的制备方法。

Description

镀膜件及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种镀膜件，尤其涉及一种耐磨性能良好的镀膜件及其制备方法。
背景技术
对于滑盖及翻盖手机来说，滑轨件及转轴的使用频率非常高，因此，滑轨件及转轴磨损速度非常快，从而导致摩擦系数大增，严重影响滑轨件及转轴的使用寿命及用户体验。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种耐磨性能良好的镀膜件，其可用于手机滑轨及转轴。
另外，本发明还提供一种上述镀膜件的制备方法。
一种镀膜件，包括金属基体及形成于该金属基体表面的耐磨层，该耐磨层是分散有聚四氟乙烯颗粒及碳化钨颗粒的非晶态磷-镍合金层。
一种镀膜件的制备方法，包括在金属基材上化学镀一耐磨层，化学镀该耐磨层的镀液为含以下组分的水溶液：NiSO4·6H2O，20g/L-25g/L；NaH2PO2·H2O，20g/L-25g/L；聚四氟乙烯颗粒，4g/L-8g/L；碳化钨颗粒，1g/L-3g/L；醋酸钠，10g/L-15g/L；柠檬酸，10g/L-15g/L；乳酸，15g/L-20g/L；氟碳型阳离子表面活性剂，0.05g/L-0.3g/L；氟化钠，0.05g/L-0.3g/L；该镀液的pH值范围为4.0-5.0，温度为88℃-92℃。
上述镀膜件表面形成有该耐磨层，该耐磨层以非晶结构的磷-镍合金为载体，具有优异的耐腐蚀性能及耐磨性能。该耐磨层中还分散有聚四氟乙烯颗粒，聚四氟乙烯颗粒具有良好的自润滑性能，显著降低了膜层的摩擦系数，提升了耐磨层的耐摩擦性能。另外，该耐磨层中还分散有碳化钨颗粒，碳化钨颗粒为超硬颗粒，碳化钨颗粒的加入，使膜层的耐磨性能大大提升。所以耐磨层同时具有优良的耐磨及耐腐性能，当该镀膜件用作手机等消费性电子产品的转轴及滑轨件，可以大大提高其使用寿命。
上述化学镀该耐磨层在化学镀磷-镍合金的镀液中加入聚四氟乙烯颗粒及碳化钨颗粒，聚四氟乙烯颗粒及碳化钨颗粒在镀液中分散性能较佳，因此在化学沉积的耐磨层中分散有聚四氟乙烯颗粒及碳化钨颗粒，聚四氟乙烯颗粒具有良好的自润滑性能，能显著降低膜层的摩擦系数，碳化钨颗粒为超硬颗粒，使膜层的耐磨性能大大提升。
附图说明
图1是本发明较佳实施例镀膜件的剖视示意图。
主要元件符号说明
镀膜件 10
金属基体 11
耐磨层 13
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参阅图1，本发明较佳实施例的镀膜件10包括金属基体11、形成于金属基体11表面的耐磨层13。
金属基体11可以为铁基合金，如碳钢、不锈钢。金属基体11也可为铝合金、镁合金及钛合金。
该耐磨层13是分散有聚四氟乙烯（PTFE）颗粒及碳化钨（WC）颗粒的非晶态磷-镍合金镀层。所述聚四氟乙烯颗粒的粒径大约为30nm-100nm。耐磨层13中聚四氟乙烯颗粒的质量百分含量为6%-20%。所述碳化钨颗粒的粒径大约为50nm-100nm。耐磨层13中碳化钨颗粒的质量百分含量为3%-10%。该耐磨层13通过化学镀膜方法形成。耐磨层13的厚度可为5-15μm。
该镀膜件10可用作电子产品（比如手机）的滑轨、转轴，也可用作其它机械设备的滑轨、转轴等。
上述镀膜件10表面形成有该耐磨层13，该耐磨层13以非晶结构的磷-镍合金为载体，具有优异的耐腐蚀性能及耐磨性能。该耐磨层13中还分散有PTFE颗粒，PTFE颗粒具有良好的自润滑性能，显著降低了膜层的摩擦系数，提升了耐磨层13的耐摩擦性能。另外，该耐磨层13中还分散有WC纳米颗粒，WC纳米颗粒为超硬颗粒，WC纳米颗粒的加入，使膜层的耐磨性能大大提升。所以耐磨层13同时具有优良的耐磨及耐腐性能，当该镀膜件10用作手机等消费性电子产品的转轴及滑轨件，可以大大提高其使用寿命。
该镀膜件10的制备方法，主要包括采用化学镀方法在金属基体11上沉积该耐磨层13。
化学镀该耐磨层13采用的镀液为含以下组分的水溶液：NiSO4·6H2O，20g/L-25g/L；NaH2PO2·H2O，20g/L-25g/L；PTFE颗粒，4g/L-8g/L；WC颗粒，1g/L-3g/L；醋酸钠，10g/L-15g/L；柠檬酸，10g/L-15g/L；乳酸，15g/L-20g/L；氟碳型阳离子表面活性剂（型号为：FC-4），0.05g/L-0.3g/L；氟化钠，0.05g/L-0.3g/L。其中，PTFE颗粒与WC颗粒是以悬浮颗粒的形式均匀分散在镀液中，PTFE颗粒的粒径大约为30nm-100nm，WC颗粒的粒径大约为50nm-100nm。该镀液的pH值范围为4.0-5.0。该镀液的温度为88℃-92℃。化学镀该耐磨层13的时间可以为40min-90min。
由于镀液中分散有PTFE颗粒与WC颗粒，在化学沉积过程中，PTFE颗粒与WC颗粒随着磷和镍共同沉积到金属基体11的表面形成该耐磨层13。
该耐磨层13的摩擦系数为0.18-0.25，维氏硬度为800-910HV(25gf)。而未含PTFE颗粒与WC颗粒的磷-镍合金镀层的摩擦系数一般为0.6-0.7，硬度为500-600HV(25gf)。
优选情况下，该镀膜件10的制备方法还可包括化学镀该耐磨层13前按如下方法及顺序对金属基体11进行前处理：
(a) 除油清洗：可采用常规金属除油液。比如，可采用含30g/L Na3PO4、25g/L Na2CO3及8g/L Na2SiO3的除油液进行清洗，除油液温度为70℃-75℃，清洗时间为2min-5min。
(b) 水洗：去离子水漂洗。
(c) 第一次活化：将金属基体11于室温下的盐酸与水按体积比为1：4配制的溶液中浸置6s-30s。
(d) 水洗：去离子水漂洗。
(e) 酸性浸蚀：将将金属基体11于室温下的硝酸与水按体积比为1：1配制的溶液中浸置3s-5s。
(f) 水洗：去离子水漂洗。
(g) 第二次活化：将金属基体11于室温下的10%的硫酸溶液中浸置50s-60s。
(h) 水洗：去离子水漂洗。
上述化学镀该耐磨层13在化学镀磷-镍合金的镀液中加入PTFE颗粒及WC颗粒，PTFE颗粒及WC颗粒在镀液中分散性能较佳，因此在化学沉积的耐磨层13中分散有PTFE颗粒及WC颗粒，PTFE颗粒具有良好的自润滑性能，能显著降低膜层的摩擦系数，WC颗粒为超硬颗粒，使膜层的耐磨性能大大提升。
下面通过具体实施例对本发明进行进一步详细说明。
实施例1
1. 按如下方法及顺序对碳钢材质的金属基体11进行前处理：
(a) 除油清洗：将金属基体11于70℃-75℃下的含30g/L Na3PO4、25g/L Na2CO3及8g/LNa2SiO3的溶液中清洗2min。
(b) 水洗：去离子水漂洗。
(c) 第一次活化：将金属基体11于室温下的盐酸与水按体积比为1：4配制的溶液中浸置10s。
(d) 水洗：去离子水漂洗。
(e) 酸性浸蚀：将将金属基体11于室温下的硝酸与水按体积比为1：1配制的溶液中浸置3s。
(f) 水洗：去离子水漂洗。
(g) 第二次活化：将金属基体11于室温下的10%的硫酸溶液中浸置50s。
(h) 水洗：去离子水漂洗。
2. 化学镀耐磨层13：化学镀耐磨层13的镀液配方为：NiSO4·6H2O，20g/L；NaH2PO2·H2O，20g/L；PTFE颗粒，4g/L；WC颗粒，1g/L；醋酸钠，10g/L；柠檬酸，10g/L；乳酸，15g/L；氟碳型阳离子表面活性剂（型号为：FC-4），0.05g/L；氟化钠，0.05g/L。其中，PTFE颗粒与WC颗粒是以悬浮颗粒的形式均匀分散在镀液中，PTFE颗粒的粒径大约为30nm-100nm，WC颗粒的粒径大约为50nm-100nm；镀液的pH值为4.0，温度为90℃，沉积时间为40min。镀得耐磨层13的摩擦系数为0.25，硬度为800HV（25gf）。
实施例2
1. 按如下方法及顺序对铝合金材质的金属基体11进行前处理：
(a) 除油清洗：将金属基体11于70℃-75℃下的含30g/L Na3PO4、25g/L Na2CO3及8g/LNa2SiO3的溶液中清洗4min。
(b) 水洗：去离子水漂洗。
(c) 第一次活化：将金属基体11于室温下的盐酸与水按体积比为1：4配制的溶液中浸置10s。
(d) 水洗：去离子水漂洗。
(e) 酸性浸蚀：将将金属基体11于室温下的硝酸与水按体积比为1：1配制的溶液中浸置5s。
(f) 水洗：去离子水漂洗。
(g) 第二次活化：将金属基体11于室温下的10%的硫酸溶液中浸置60s。
(h) 水洗：去离子水漂洗。
2. 化学镀耐磨层13：化学镀耐磨层13的镀液配方为：NiSO4·6H2O，23g/L；NaH2PO2·H2O，23g/L；PTFE颗粒，6g/L；WC颗粒，2g/L；醋酸钠，12g/L；柠檬酸，12g/L；乳酸，18g/L；氟碳型阳离子表面活性剂（型号为：FC-4），0.1g/L；氟化钠，0.1g/L。其中，PTFE颗粒与WC颗粒是以悬浮颗粒的形式均匀分散在镀液中，PTFE颗粒的粒径大约为30nm-100nm，WC颗粒的粒径大约为50nm-100nm；镀液的pH值为4.0，温度为88℃，沉积时间为60min。镀得耐磨层13的摩擦系数为0.2，硬度为850HV（25gf）。
实施例3
1. 按如下方法及顺序对钛合金材质的金属基体11进行前处理：
(a) 除油清洗：将金属基体11于70℃-75℃下的含30g/L Na3PO4、25g/L Na2CO3及8g/LNa2SiO3的溶液中清洗5min。
(b) 水洗：去离子水漂洗。
(c) 第一次活化：将金属基体11于室温下的盐酸与水按体积比为1：4配制的溶液中浸置15s。
(d) 水洗：去离子水漂洗。
(e) 酸性浸蚀：将将金属基体11于室温下的硝酸与水按体积比为1：1配制的溶液中浸置4s。
(f) 水洗：去离子水漂洗。
(g) 第二次活化：将金属基体11于室温下的10%的硫酸溶液中浸置55s。
(h) 水洗：去离子水漂洗。
2. 化学镀耐磨层13：化学镀耐磨层13的镀液配方为：NiSO4·6H2O，25g/L；NaH2PO2·H2O，25g/L；PTFE颗粒，8g/L；WC颗粒，3g/L；醋酸钠，15g/L；柠檬酸，15g/L；乳酸，20g/L；氟碳型阳离子表面活性剂（型号为：FC-4），0.3g/L；氟化钠，0.3g/L。其中，PTFE颗粒与WC颗粒是以悬浮颗粒的形式均匀分散在镀液中，PTFE颗粒的粒径大约为30nm-100nm，WC颗粒的粒径大约为50nm-100nm；镀液的pH值为4.0，温度为92℃，沉积时间为90min。镀得耐磨层13的摩擦系数为0.18，硬度为910HV（25gf）。

Claims (10)

1.一种镀膜件，包括金属基体及形成于该金属基体表面的耐磨层，其特征在于：该耐磨层是分散有聚四氟乙烯颗粒及碳化钨颗粒的非晶态磷-镍合金层。
2.如权利要求1所述的镀膜件，其特征在于：所述聚四氟乙烯颗粒的粒径为30nm-100nm。
3.如权利要求1所述的镀膜件，其特征在于：该耐磨层中聚四氟乙烯颗粒的质量百分含量为6%-20%。
4.如权利要求1所述的镀膜件，其特征在于：所述碳化钨颗粒的粒径为50nm-100nm。
5.如权利要求1所述的镀膜件，其特征在于：该耐磨层中碳化钨颗粒的质量百分含量为3%-10%。
6.如权利要求1所述的镀膜件，其特征在于：该金属基体为铁基合金。
7.如权利要求1所述的镀膜件，其特征在于：该金属基体为铝合金、镁合金及钛合金中的一种。
8.一种镀膜件的制备方法，包括在金属基材上化学镀一耐磨层，化学镀该耐磨层的镀液为含以下组分的水溶液：NiSO4·6H2O，20g/L-25g/L；NaH2PO2·H2O，20g/L-25g/L；聚四氟乙烯颗粒，4g/L-8g/L；碳化钨颗粒，1g/L-3g/L；醋酸钠，10g/L-15g/L；柠檬酸，10g/L-15g/L；乳酸，15g/L-20g/L；氟碳型阳离子表面活性剂，0.05g/L-0.3g/L；氟化钠，0.05g/L-0.3g/L；该镀液的pH值范围为4.0-5.0，温度为88℃-92℃。
9.如权利要求8所述的镀膜件的制备方法，其特征在于：所述聚四氟乙烯颗粒的粒径为30nm-100nm。
10.如权利要求8所述的镀膜件的制备方法，其特征在于：所述碳化钨颗粒的粒径为50nm-100nm。
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