CN104962884A - 金属镀件及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种金属镀件及其制备方法。该金属镀件包括基材以及设在该基材上的中间镀层、设在该中间镀层上的纳米镍层或镍磷层以及设在该纳米镍层或镍磷层上的表面镀层。该金属镀件表面设有纳米镍层或镍磷层，可以在低膜厚条件下保证基材的沙感又能保持高的耐蚀性，在做盐雾试验时无腐蚀，如在96小时NSS测试无腐蚀、起泡、异色等异常，48小时CASS测试能够达到9级标准。
Description
技术领域
本发明涉及电子设备领域，尤其是涉及一种金属镀件及其制备方法。
背景技术
通过在压铸铝合金件等基材表面电镀表面膜层，尤其是在喷砂处理后的压铸铝合金件表面电镀，可以得到具有较强金属质感效果的镀件。镀件对基材表面的平整度要求较高，若基材的表面不平或经喷砂后在工件上形成微观的凹凸表面，这样在电镀时电流的尖端效应会造成凹凸处膜厚不一致，做盐雾测试时盐雾药液会先侵蚀镀膜较薄处，从该较薄处开始腐蚀，进而引起其他区域也开始腐蚀。
发明内容
基于此，有必要提供一种耐腐蚀性强的金属镀件及其制备方法。
一种金属镀件，包括基材、设在所述基材上的中间镀层、设在所述中间镀层上的纳米镍层或镍磷层、以及设在所述纳米镍层或所述镍磷层上的表面镀层。
在其中一个实施例中，所述基材为表面喷砂的压铸铝合金。
在其中一个实施例中，所述中间镀层包括化学镍层、半光镍层及酸铜层，所述化学镍层位于所述基材上，所述半光镍层位于所述化学镍层上，所述酸铜层位于所述半光镍层上。
在其中一个实施例中，所述化学镍层的厚度为1～1.5μm。
在其中一个实施例中，所述半光镍层的厚度为6～8μm。
在其中一个实施例中，所述酸铜层的厚度为8～10μm。
在其中一个实施例中，所述表面镀层包括哑镍层和铬层，所述哑镍层位于所述纳米镍层或所述镍磷层上，所述铬层位于所述哑镍层上。
在其中一个实施例中，所述哑镍层的厚度为0.5～1μm。
在其中一个实施例中，所述铬层的厚度为0.1～0.2μm。
在其中一个实施例中，所述纳米镍层或所述镍磷层的厚度为3～5μm。
上述金属镀件表面设有纳米镍层或镍磷层以及表面镀层，可以在低膜厚条件下保证基材的沙感又能保持较高的耐蚀性，在做盐雾试验时无腐蚀，如在96小时NSS测试无腐蚀、起泡、异色等异常，48小时CASS测试能够达到9级标准。
此外，还有必要提供一种金属镀件的制备方法。
一种金属镀件的制备方法，包括如下步骤：
提供或制备基材；
在所述基材上镀制中间镀层；
在所述中间镀层上镀制纳米镍层或镍磷层；
在所述纳米镍层或所述镍磷层的表面镀制表面镀层，得到结构为基材/中间镀层/纳米镍层或镍磷层/表面镀层的金属镀件。
在其中一个实施例中，所述制备方法还包括对所述基材进行前处理的步骤，所述前处理的步骤包括：
对所述基材进行除油处理；
对除油处理后的所述基材进行碱蚀处理；
对碱蚀处理后的所述基材进行酸活化处理。
在其中一个实施例中，在所述基材上镀制中间镀层包括如下步骤：
对所述基材进行一次沉锌处理；
对一次沉锌处理后得到的镀件进行脱锌处理；
对脱锌处理后得到的镀件进行二次沉锌处理，得到具有沉锌层的镀件；
对所述具有沉锌层的镀件进行化学镀镍处理，置换所述沉锌层，得到具有化学镍层的镀件；
在沉积有所述化学镍层的镀件表面依次镀制半光镍层和酸铜层，得到具有中间镀层的镀件。
在其中一个实施例中，在镀制所述酸铜层后还包括对得到的镀件进行酸活化处理的步骤，所述纳米镍层或所述镍磷层镀制在酸活化处理后的镀件的表面。
在其中一个实施例中，在所述纳米镍层或所述镍磷层的表面镀制表面镀层是在具有所述纳米镍层或所述镍磷层的镀件表面依次镀制哑镍层和铬层。
该金属镀件的制备方法原理简单、原料易得，得到的产品耐蚀性能显著，可广泛推广应用。
附图说明
图1为一实施方式的金属镀件的结构示意图；
图2为一实施方式的金属镀件的制备方法流程示意图；
图3为实施例1的制备流程示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
如图1所示，一实施方式的金属镀件10包括基材100以及依次设置在该基材100上的中间镀层200、纳米镍层或镍磷层300和表面镀层400。
基材100优选铝合金基材，如采用压铸铝合金等材料制作成型的铝合金基材。基材100可以制成多种3C电子产品或家具、家电的外壳等。在本实施方式中，基材100为喷砂基材，也即在该基材100的表面经打磨整平并抛光处理后进行喷砂处理，形成一喷砂层102。喷砂层102可以为锆砂、玻璃砂等砂质材料沉积或嵌入基材100中制成。喷砂基材优选喷砂的压铸铝合金。喷砂层102可以使得金属镀件10具有金属沙感。
中间镀层200用于连接基材100与纳米镍层或镍磷层300，增强基材100与纳米镍层或镍磷层300之间的粘结力，并可加强整个金属镀件10的耐腐蚀性。在本实施方式中，中间镀层200包括在基材100上依次设置的化学镍层210、半光镍层220及酸铜层230。
化学镍层210采用化学镀镍的方式制作成型，用于在基材100的表面形成一层薄而均匀、活泼且结合力良好的预镀镍层，为后续半光镍层220等膜层的沉积打底。在本实施方式中，化学镍层210的厚度为1～1.5μm，优选为1.5μm。
半光镍层220用于作为打底镍，致命性好且耐蚀性强。在本实施方式中，半光镍层220的厚度为6～8μm，优选为7μm。
酸铜层230作为加厚膜层，使镀层的致密性进一步加强，并可进一步加强耐蚀性。在本实施方式中，酸铜层230的厚度为8～10μm，优选为9μm。
纳米镍层或镍磷层300致密性好，可进一步增强金属镀件10的耐腐蚀性。在本实施方式中，纳米镍层或镍磷层300的厚度为3～5μm，优选为4.5μm。
表面镀层400设在纳米镍层或镍磷层300上，为整个金属镀件10提供金属质感的表面，并可增强耐腐蚀性。在本实施方式中，表面镀层400包括在纳米镍层或镍磷层300表面依次设置的哑镍层410及铬层420。
哑镍层410用于调整镀件的外观光泽度。在本实施方式中，哑镍层410的厚度为0.5～1μm，优选为0.5μm。
铬层420用于修饰镀件的外观，使外观可呈银白色，整个金属镀件10具有金属质感。在本实施方式中，铬层420的厚度为0.1～0.2μm，优选为0.2μm。
可理解，在其他实施方式中，该金属镀件10的各膜层的材质，尤其是中间镀层200及表面镀层400，以及各膜层的厚度不限于上面所述，在具体产品应用时，可根据产品的性能及外观需求进行适应性调整，如表面镀层400还可以采用半光镍和光铬的复合层状结构等。
上述金属镀件的表面设有纳米镍层或镍磷层、铬层等各层，可以在低膜厚条件下保证基材的沙感又能保持高的耐蚀性，在做盐雾试验时无腐蚀，如在96小时NSS测试无腐蚀、起泡、异色等异常，48小时CASS测试能够达到9级标准。
此外，如图2所示，本实施方式还提供了一种金属镀件的制备方法，其包括如下步骤：
步骤S01，提供或制备基材。
基材可以采用压铸铝合金制作成型。优选的，在压铸铝合金成型后，对其进行打磨和整平处理，并抛光成镜面，再在其表面喷砂，如可以采用锆砂或玻璃砂等材料进行喷砂处理。
进一步，在本实施方式中，该制备方法还包括对基材进行前处理的步骤，具体包括：
步骤S011，对基材进行除油处理。
除油处理过程中可以使用除油液在一定的温度下对基材进行浸泡处理。除油处理可以去除基材表面的油污，增强后续镀膜的附着力。
步骤S012，对除油处理后的基材进行碱蚀处理；
碱蚀处理时主要使用强碱(如NaOH或KOH等)在一定的温度下对基材进行处理，如可以在50℃下，使用45g/L的NaOH溶液对基材处理40秒。碱蚀处理可以快速净化基材表面的氧化膜，增强浸蚀粗化效果，提升附着力。
步骤S013，对碱蚀处理后的基材进行酸活化处理。
酸活化处理可以有效地将基材表面浸蚀、除垢及抛光，为在后续沉锌处理过程中得到平整的沉锌效果。酸活化处理时主要使用混合酸对基材进行处理，如可以在35℃下，使用醋酸原液与8mL/L(即8mL溶液加水补充至1L，以下mL/L单位同理)的HF混合液对基材处理40秒。
步骤S02，在基材上镀制中间镀层。
镀制的中间镀层可以增加基材与后续镀制的膜层之间的粘结力，并增强镀件的耐腐蚀性。
在本实施方式中，中间镀层可以采用化学镍层/半光镍层/酸铜层(“/”表示层叠沉积)的膜层组合，镀制该中间膜层可以按照如下步骤进行：
步骤S021对基材进行一次沉锌处理。
一次沉锌处理用于在活化的基材表面置换出一层微薄、均匀且结合力良好的锌层，如可以在30℃下，使用含Zn2+的溶液对基材处理60秒，在基材表面置换出一层厚度为0.2μm的锌层。
步骤S022，对一次沉锌处理后得到的镀件进行脱锌处理。
脱锌处理主要是将沉锌后的锌置换层表面微粒进行有效清除，以在后续二次沉锌处理时可以得到致密的沉锌层，如可以在25℃下，使用80mL/L的浓醋酸溶液对得到的镀件处理1分钟，将锌置换层去除。
步骤S023，对脱锌处理后得到的镀件进行二次沉锌处理，得到具有沉锌层的镀件。
二次沉锌处理可以在活化的基材表面置换出一层微薄、均匀、结合力良好且致密的沉锌层，如可以在30℃下，使用含Zn2+的溶液对基材处理，置换出一层厚度为0.2μm的致密的沉锌层。
步骤S024，对具有沉锌层的镀件进行化学镀镍处理，在沉锌层上沉积一层化学镍层。
在进行化学镀镍处理时，可以将沉锌层置换出，并沉积得到一层均匀的化学镍层，为后续镀镍打底，如可以使用化学镀镍液(成分：硫酸镍25g/L、次磷酸钠25g/L、柠檬酸钠40g/L及活化添加剂(如三乙醇胺)5g/L，pH4.6)在常温下进行置换反应5分钟，得到厚度为1.5μm的化学镍层。
步骤S025，在沉积有化学镍层的镀件表面依次镀制半光镍层和酸铜层，得到具有中间镀层的镀件。
在镀制半光镍层过程中，如可以使用包括硫酸镍280g/L、氯化镍50g/L、硼酸45g/L、光泽剂0.8mL/L及湿润剂0.5mL/L等成分的电镀液，在温度55℃、pH 4.0、电流密度2A/dm2的条件下，处理20分钟，制备一层膜厚为7μm的半光镍层。
在镀制酸铜层的过程中，如可以使用包括硫酸铜200g/L、硫酸70g/L、开缸剂10mL/L、整平剂0.8mL/L及光泽剂1.6mL/L等成分的电镀液，在25℃、电流密度3A/dm2的条件下，处理10分钟，制备一层膜厚9μm的酸铜层。
步骤S03，对沉积有中间镀层的镀件进行酸活化处理。
酸活化处理可以防止因酸铜层在空气中停留时间过长而氧化变色，可以保证酸铜层与后续镀制的镍层之间的结合力。酸活化处理时可以使用50g/L的硫酸在常温下对镀件进行浸泡处理，时间可以控制在30秒。
可理解，在其他实施方式中，在保证酸铜层不会接触空气太长时间或真空环境中，该步骤可以省略。
步骤S04，在酸活化处理后的镀件表面电镀制备纳米镍层或镍磷层。
如可以使用包括硫酸镍280g/L、氯化镍50g/L、硼酸50g/L、纳米镍基础液100mL/L及助剂3g/L等成分的电镀液，在温度55℃、pH 4.0、电流密度3A/dm2的条件下，对镀件处理10分钟，在中间镀层表面制备一层膜厚4.5μm的纳米镍层。
或者使用包括硫酸镍350g/L、磷酸二氢钠100g/L、RN-7701A开缸剂(江门市瑞期精细化学工程有限有限公司)100mL/L、RN-7701B基础液(江门市瑞期精细化学工程有限有限公司)200mL/L及RN-7701D光泽剂(江门市瑞期精细化学工程有限有限公司)12mL/L等成分的电镀液，在温度55℃、pH 2.6、电流密度3A/dm2，对镀件处理15分钟，在中间镀层表面制备一层膜厚4.5μm的镍磷层。
步骤S05，在纳米镍层或镍磷层表面镀制表面镀层，得到结构为基材/中间镀层/纳米镍层或镍磷层/表面镀层的金属镀件。
表面镀层可以使整个金属镀件表面具有良好的金属光泽，并可显著提高耐腐蚀性。在本实施方式中，表面镀层采用哑镍层与铬层的膜层组合。其中，在镀制哑镍层过程中，如可以使用包括硫酸镍450g/L、氯化镍50g/L、硼酸45g/L、开缸剂15mL/L、辅助剂6mL/L及沙剂0.6mL/L等成分的电镀液，在温度55℃、pH 4.5、电流密度2A/dm2的条件下，对镀件处理1分钟，制备一层膜厚0.5μm为哑镍层。
在镀制铬层的过程中，如可以使用包括CrCl3 5.5g/L、硼酸85g/L及三价铬载剂14g/L等成分的电镀液，在pH 3.2、温度35℃、电流密度10A/dm2的条件下，对镀件处理3分钟，在镀件表面制备一层膜厚0.2μm的铬层。
上述各步处理后还包括进行水洗的步骤，水洗后再进行相应的下一步骤处理，以防止上步所用的溶液残留对后续镀膜造成影响。
该金属镀件的制备方法原理简单、原料易得，得到的产品耐蚀性能显著，可广泛推广应用。
以下为具体实施例部分
下述实施例的制备过程以具有结构“铝合金基材/化学镍层/半光镍层/酸铜层/纳米镍层或镍磷层/哑镍层/铬层”的金属镀件为例进行说明，可理解，在其他实施例中，该金属镀件也可以采用其他的结构，相应的制备方法不限于下面所述。
实施例1铝合金基材/化学镍层/半光镍层/酸铜层/纳米镍层/哑镍层/铬层
请参图3，本实施例的制备方法包括对铝合金基材进行如下步骤处理：
(1)对提供的铝合金基材进行打磨、喷砂处理；
(2)除油：除油液AK-8(意笙实业有限公司产品)：50g/L，温度60℃，时间5分钟。
(3)水洗：将前一步处理后的残留液用自来水清洗干净，防止污染下一步槽液(后续步骤水洗作用相同，故省略)。
(4)碱蚀：NaOH：45g/L，温度50℃，时间40秒。
(5)酸活化：AC-105(意笙实业有限公司产品)：原液使用，HF：8mL/L，温度35℃，时间40秒。
(6)一次沉锌：Zn-405(意笙实业有限公司产品)：500mL/L，温度30℃，时间60秒，膜厚：0.2μm。
(7)脱锌：AC-108(意笙实业有限公司产品)：80mL/L，温度25℃，时间1分钟。
(8)二次沉锌：Zn-405(意笙实业有限公司产品)：500mL/L，温度30℃，时间60秒，膜厚：0.2μm。
(9)镀制化学镍层：化学镍液：硫酸镍25g/L、次磷酸钠25g/L、柠檬酸钠40g/L及活化添加剂三乙醇胺5g/L，pH4.6，常温反应5分钟，制得膜厚为1.5μm的化学镍层。
(10)电镀半光镍层：电镀液：硫酸镍280g/L、氯化镍50g/L、硼酸45g/L、光泽剂BE-708X(意笙实业有限公司产品)0.8mL/L及湿润剂BE-764(意笙实业有限公司产品)0.5mL/L，温度55℃，pH 4.0，电流密度2A/dm2，时间20分钟，制得膜厚7μm的半光镍层。
(11)电镀酸铜层：电镀液：硫酸铜200g/L、硫酸70g/L、酸铜开缸剂210MU(安美特(中国)化学有限公司)10mL/L、酸铜填平剂210A(安美特(中国)化学有限公司)0.8mL/L及酸铜光亮剂210B(安美特(中国)化学有限公司)1.6mL/L，温度：25℃，电流密度3A/dm2，时间10分钟，制得膜厚9μm的酸铜层。
(12)酸活化：硫酸：50g/L，温度常温，浸泡30秒。
(13)电镀纳米镍层：电镀液：硫酸镍280g/L、氯化镍50g/L、硼酸50g/L、纳米镍基础液(浓度为35g/L的α-Al2O3纳米材料溶液)100mL/L及月桂酸磷酸酯钾盐与十二烷基磺酸钠的混合助剂3g/L，温度55℃，pH 4.0，电流密度3A/dm2，时间10分钟，制得膜厚4.5μm的纳米镍层。
(14)电镀哑镍层：电镀液：硫酸镍450g/L、氯化镍50g/L、硼酸45g/L、开缸剂709MU(意笙实业有限公司产品)15mL/L、辅助剂BE-709A(意笙实业有限公司产品)6mL/L及沙剂709B(意笙实业有限公司产品)0.6mL/L，温度55℃，pH 4.5，电流密度2A/dm2，时间1分钟，制得膜厚0.5μm的哑镍层。
(15)电镀铬层：电镀液：CrCl3 5.5g/L、硼酸85g/L及TrimacCarrier(兰克公司的三价铬载剂)14g/L，pH 3.2，温度35℃，电流密度：10A/dm2，时间3分钟，制得膜厚0.2μm的铬层。
(16)封闭后经水洗烘干，得到银白色带金属感的产品。
本实施例制作得到的金属镀件在做盐雾试验时无腐蚀，在96小时NSS测试无腐蚀、起泡、异色等异常，48小时CASS测试能够达到9级标准。
实施例2铝合金基材/化学镍层/半光镍层/酸铜层/镍磷层/哑镍层/铬层
实施例2的制备方法基本上与实施例1相同，不同的地方在于步骤(13)，实施例2的步骤(13)包括如下步骤：
(13)电镀镍磷层：电镀液：硫酸镍350g/L、磷酸二氢钠100g/L、RN-7701A开缸剂(江门市瑞期精细化学工程有限有限公司)100mL/L、RN-7701B基础液(江门市瑞期精细化学工程有限有限公司)200mL/L及RN-7701D光泽剂(江门市瑞期精细化学工程有限有限公司)12mL/L，温度55℃，pH 2.6，电流密度3A/dm2，时间15分钟，制得膜厚为4.5μm的镍磷层。
最终制得具有银白色带金属质感的金属镀件产品，本实施例制作得到的金属镀件在做盐雾试验时无腐蚀，在96小时NSS测试无腐蚀、起泡、异色等异常，48小时CASS测试能够达到9级标准。
可理解，在其他实施例中，上述各步骤中所使用的溶液的种类、浓度及温度和处理时间等参数不限于上面所述，可以根据需要制备的膜层的厚度具体设置，各膜层的厚度以上述数据范围为准。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (15)
1.一种金属镀件，其特征在于，包括基材、设在所述基材上的中间镀层、设在所述中间镀层上的纳米镍层或镍磷层、以及设在所述纳米镍层或所述镍磷层上的表面镀层。
2.如权利要求1所述的金属镀件，其特征在于，所述基材为表面喷砂的压铸铝合金。
3.如权利要求1所述的金属镀件，其特征在于，所述中间镀层包括化学镍层、半光镍层及酸铜层，所述化学镍层位于所述基材上，所述半光镍层位于所述化学镍层上，所述酸铜层位于所述半光镍层上。
4.如权利要求3所述的金属镀件，其特征在于，所述化学镍层的厚度为1～1.5μm。
5.如权利要求3所述的金属镀件，其特征在于，所述半光镍层的厚度为6～8μm。
6.如权利要求3所述的金属镀件，其特征在于，所述酸铜层的厚度为8～10μm。
7.如权利要求1所述的金属镀件，其特征在于，所述表面镀层包括哑镍层和铬层，所述哑镍层位于所述纳米镍层或所述镍磷层上，所述铬层位于所述哑镍层上。
8.如权利要求7所述的金属镀件，其特征在于，所述哑镍层的厚度为0.5～1μm。
9.如权利要求7所述的金属镀件，其特征在于，所述铬层的厚度为0.1～0.2μm。
10.如权利要求1～9中任一项所述的金属镀件，其特征在于，所述纳米镍层或所述镍磷层的厚度为3～5μm。
11.一种金属镀件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
提供或制备基材；
在所述基材上镀制中间镀层；
在所述中间镀层上镀制纳米镍层或镍磷层；
在所述纳米镍层或所述镍磷层的表面镀制表面镀层，得到结构为基材/中间镀层/纳米镍层或镍磷层/表面镀层的金属镀件。
12.如权利要求11所述的金属镀件的制备方法，其特征在于，还包括对所述基材进行前处理的步骤，所述前处理的步骤包括：
对所述基材进行除油处理；
对除油处理后的所述基材进行碱蚀处理；
对碱蚀处理后的所述基材进行酸活化处理。
13.如权利要求11或12所述的金属镀件的制备方法，其特征在于，在所述基材上镀制中间镀层包括如下步骤：
对所述基材进行一次沉锌处理；
对一次沉锌处理后得到的镀件进行脱锌处理；
对脱锌处理后得到的镀件进行二次沉锌处理，得到具有沉锌层的镀件；
对所述具有沉锌层的镀件进行化学镀镍处理，置换所述沉锌层，得到具有化学镍层的镀件；
在沉积有所述化学镍层的镀件表面依次镀制半光镍层和酸铜层，得到具有中间镀层的镀件。
14.如权利要求13所述的金属镀件的制备方法，其特征在于，在镀制所述酸铜层后还包括对得到的镀件进行酸活化处理的步骤，所述纳米镍层或所述镍磷层镀制在酸活化处理后的镀件的表面。
15.如权利要求11或12所述的金属镀件的制备方法，其特征在于，在所述纳米镍层或所述镍磷层的表面镀制表面镀层是在具有所述纳米镍层或所述镍磷层的镀件表面依次镀制哑镍层和铬层。
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