CN105063619A - 金属镀件及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种金属镀件包括金属基材以及依次设置在所述金属基材上的化学镍层、半光镍层和酸铜层。本发明的金属镀件的层间电位差较高，耐腐蚀性能好，且具有超高的金属质感。本发明还公开一种金属镀件的制备方法，包括如下步骤：提供或制备金属基材；在所述金属基材上镀制化学镍层；在所述化学镍层上镀制半光镍层；在所述半光镍层上镀制酸铜层，得到结构为金属基材/化学镍层/半光镍层/酸铜层的金属镀件。本发明的金属镀件的制备方法制作的金属镀件的金属质感好，耐腐蚀性能高。

Description

金属镀件及其制备方法

技术领域

本发明涉及电子设备、通信设备技术领域，尤其涉及一种金属镀件及其制备方法。

背景技术

目前，在压铸铝合金等金属件的表面镀制表面膜层，尤其是喷砂处理后的金属件表面电镀膜层，可以得到具有较强金属质感效果的镀件。但是现有的金属件表面不平或喷砂后在金属件表面形成微观的凹凸感，电镀时电流的尖端效应造成凹凸处膜厚度不一致，做盐雾测试时盐雾药液会先侵蚀膜厚较薄的位置，从膜厚较低处开始腐蚀，进而引起其他区域也开始腐蚀。

基于以上问题，亟需一种新的金属镀件，以解决现有金属镀件耐腐蚀性差的问题。

发明内容

本发明的一个目的在于提出一种金属镀件，其在金属基材的表面镀制较厚的镍层，使得电镀后的金属镀件的层间的电位差增加，增强了金属镀件的耐腐蚀性。

本发明的另一个目的在于提出一种金属镀件，其结构简单，具有超高的金属质感。

本发明的又一个目的在于提出一种金属镀件的制备方法，利用该方法制作的金属镀件的金属质感好，耐腐蚀性能好。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

提供一种金属镀件，包括金属基材以及依次设置在所述金属基材上的化学镍层、半光镍层和酸铜层。

还提供一种金属镀件的制备方法，用于制作如上所述的金属镀件，包括如下步骤：

提供或制备金属基材；

在所述金属基材上镀制化学镍层；

在所述化学镍层上镀制半光镍层；

在所述半光镍层上镀制酸铜层，得到结构为金属基材/化学镍层/半光镍层/酸铜层的金属镀件。

本发明的有益效果为：

本发明的金属镀件通过在金属基材的表面依次镀制化学镍层、半光镍层和酸铜层，增加了层间电位差，使电镀后的金属镀件既具有金属质感，又增强了耐腐蚀性。

本发明的金属镀件的制备方法通过在镀制酸铜层前，先镀制化学镍层和半光镍层，可以增强镀件的耐腐蚀性。

附图说明

图1是根据本发明的一实施例提供的金属镀件的剖视示意图。

图2是根据本发明的另一实施例提供的金属镀件的剖视示意图。

图3是根据本发明的一实施例提供的金属镀件的制备方法的流程示意图。

图4是根据本发明的一实施例提供的步骤S200的流程图。

图5是根据本发明的另一实施例提供的金属镀件的制备方法的流程示意图。

图1和2中：

1、金属基材；2、化学镍层；3、半光镍层；4、酸铜层；5、镍磷层；6、半光镍层；7、三价铬层。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1是根据本发明的一实施例提供的金属镀件的剖视示意图。如图1所示，于本实施例中，一种金属镀件包括金属基材1以及依次设置在所述金属基材1上的化学镍层2、半光镍层3和酸铜层4。通过在金属基材1的表面依次镀制化学镍层2、半光镍层3和酸铜层4，增加了层间电位差，使电镀后的金属镀件既具有金属质感，又增强了耐腐蚀性，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。

NSS(NeutralSaltSpraytest，中性盐雾测试)测试的评级判定法是把腐蚀面积与总面积之比的百分数按一定的方法划分成几个级别，以某一个级别作为合格判定依据，它适合平板样品进行评价，CASS(Copper-acceleratedaceticacid-saltspraytest)测试全称为铜加速乙酸化盐雾测试。NSS测试与CASS测试的区别在于试剂的配比不同，NSS测试只有氯化钠和纯净水，PH值在6.7～7.2左右，CASS测试除了氯化钠和纯净水之外还有醋酸和氯化铜，PH值在3.2～3.5之间，呈酸性，氯化铜和醋酸起了加速所用。

在本发明的一实施例中，所述金属基材1为铝合金基材或锌合金基材。

其中，铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。铝合金按加工方法可以分为变形铝合金和铸造铝合金两大类：

(1)、变形铝合金能承受压力加工，可加工成各种形态、规格的铝合金材。主要用于制造航空器材、建筑用门窗等。变形铝合金又分为不可热处理强化型铝合金和可热处理强化型铝合金。不可热处理强化型铝合金不能通过热处理来提高机械性能，只能通过冷加工变形来实现强化，它主要包括高纯铝、工业高纯铝、工业纯铝以及防锈铝等。可热处理强化型铝合金可以通过淬火和时效等热处理手段来提高机械性能，它可分为硬铝、锻铝、超硬铝和特殊铝合金等。

(2)、铸造铝合金按化学成分可分为铝硅合金，铝铜合金，铝镁合金，铝锌合金和铝稀土合金，其中铝硅合金又有过共晶硅铝合金，共晶硅铝合金，单共晶硅铝合金，铸造铝合金在铸态下使用。

锌合金是以锌为基础加入其他元素组成的合金。常加的合金元素有铝、铜、镁、镉、铅、钛等低温锌合金。锌合金熔点低，流动性好，易熔焊，钎焊和塑性加工，在大气中耐腐蚀，残废料便于回收和重熔；但蠕变强度低，易发生自然时效引起尺寸变化。按制造工艺可分为铸造锌合金和变形锌合金。

自然时效是通过把零件暴露于室外，经过几个月至几年的时间，使其尺寸精度达到稳定的一种方法。这种时效方法早已被普遍采用。大量的试验研究和生产实践证明，自然时效具有稳定铸件尺寸精度的良好效果。露天放置的铸件在经过许多个昼夜交替的过程中，温度变化可能很大，再加上酷暑严寒、剧烈的季节性温度变化，会给铸件造成多次反复的温度应力。而且风吹、雨淋也会使铸件不同部位中温度发生急速的不均匀的变化。这种条件下放置的铸件，在温度应力形成的过载下，就促使残余应力发生松弛，从而使其尺寸精度稳定化。

化学镍层2采用化学镀镍的方式制作成型，用于在金属基材1的表面形成一层均匀、活泼且结合力良好的镍层，为后续半光镍层3等膜层的沉积打底。在本发明的一实施例中，所述化学镍层2的厚度为1～2μm，优选的为2μm。

半光镍层3用于作为打底镍，致命性好且耐蚀性强。在本实施例中，所述半光镍层3的厚度为5～8μm，优选为6μm。

酸铜层4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，且酸铜层4还可以将半光镍层3表面的微孔填充，以减小、杜绝微孔对后续电镀镍磷层的影响。在本实施方式中，所述酸铜层4的厚度为8～12μm，优选为10μm。

通过将化学镍层2和半光镍层3的厚度设置为上述厚度，可以增加金属基材1与酸铜层4之间的镍层的厚度，进而增加层间电位差，使电镀后的镀件既具有金属质感，又增强耐蚀性。

图2是根据本发明的一实施例提供的金属镀件的剖视示意图。如图2所示，于本实施例中，在所述酸铜层4背离所述半光镍层3的一侧设置表面镀层。通过设置表面镀层可以为整个金属镀件提供金属质感的表面，并可增加耐腐蚀性。在本实施例中，所述表面镀层包括镍磷层5和三价铬层7，所述镍磷层5设置在所述酸铜层4背离所述半光镍层3的一侧，所述三价铬层7设置在所述镍磷层5背离所述酸铜层4的一侧。

在本发明的其他实施例中，在所述镍磷层5与所述三价铬层7之间设置半光镍层6。

在本实施例中，所述镍磷层5的厚度为0.2～10μm，优选为3μm；所述三价铬层7的厚度为0.1～0.2μm，优选为0.15μm；所述半光镍层6的厚度为0.5～1μm，优选为0.8μm。

本发明其他实施例还提供了一种金属镀件的制备方法。

图3是根据本发明的一实施例提供的金属镀件的制备方法的流程示意图。如图3所示，于本实施例中，一种金属镀件的制备方法包括如下步骤：

步骤S100、提供或制备金属基材。

金属基材可以选用铝合金基材中的压铸铝合金制作成型。在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。

当然，金属基材不限于选用压铸铝合金制作成型，还可以选用锌合金基材制成。

步骤S200、在所述金属基材上镀制化学镍层；

步骤S300、在所述化学镍层上镀制半光镍层；

步骤S400、在所述半光镍层上镀制酸铜层，得到结构为金属基材/化学镍层/半光镍层/酸铜层的金属镀件。

在本发明的另一实施例中，该制备方法还包括对金属基材进行前处理的步骤，所述前处理的步骤包括：

步骤S001、对所述金属基材进行除油处理。

除油处理过程中可以使用除油液在一定的温度下对金属基材进行浸泡处理。除油处理可以去除金属基材表面的油污，增强后续镀膜的附着力。

步骤S002、对除油处理后的所述金属基材进行碱蚀处理。

碱蚀处理时主要使用强碱(如NaOH或KOH等)在一定的温度下对金属基材进行处理，如可以在50℃下，使用45g/L的NaOH溶液对金属基材处理40秒。碱蚀处理可以快速净化金属基材表面的氧化膜，增强浸蚀粗化效果，提升附着力。

步骤S003、对碱蚀处理后的所述金属基材进行酸活化处理。

酸活化处理可以有效地将金属基材表面浸蚀、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金属基材进行处理，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混合液对金属基材处理40秒。

图4是根据本发明的一实施例提供的步骤S200的流程图。如图4所示，于本实施例中，步骤S200包括如下步骤：

步骤S210、对所述金属基材进行一次沉锌处理。

一次沉锌处理用于在活化的金属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+的溶液对金属基材处理60秒，在金属基材表面置换出一层厚度为0.2μm的锌层。

步骤S220、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S230、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金属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+的溶液对金属基材处理，置换出一层厚度为0.2μm的致密的沉锌层。

步骤S240、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，化学镀镍处理时所使用的化学镍沉积溶液的成分包括：NiSO₄·7H₂O：20～30g/L；NaH₂PO₂：20～30g/L；Na₄P₂O₄：8～12g/L；柠檬酸三钠：20～30g/L；三乙醇胺：10～15mL/L；NH₄Cl：20～30g/L；硫脲：0.0005～0.002g/L。此化学镍沉积溶液的温度为40～50℃，PH值为8.5～9.5，化学镀镍的时间为6～10min，镀制出来的化学镍层的厚度为1～2μm。此化学镍层的作用是：作为电镀打底镀层，防止锌层在空气中北氧化，而将化学镍沉积溶液设置为碱性溶液，沉锌层溶解速度较慢，可以在其表面发生置换反应得到镍磷层，提升耐蚀性。

在本发明的一实施例中，步骤S300具体为：在化学镍层上镀制半光镍层。在镀制半光镍层的过程中，使用的半光镍电镀溶液的成分包括：NiSO₄·7H₂O：250～300g/L；NiCl₂·7H₂O：40～60g/L；H₃BO₃：40～60g/L；主光剂：0.5～5mL/L；湿润剂：1～3mL/L。此半光镍电镀溶液的温度为50～55℃，PH值为3.8～4.2，空气搅拌，电流密度2～5A/dm2，电镀时间为10～20min,镀制出来的半光镍层的厚度为5～8μm。

具体的，主光剂的主要成分是糖精：0.8～2.0g/L,二苯磺酰亚胺：0.2～1g/L，湿润剂的主要成分是2-乙基己基硫酸酯钠：0.5～2g/L。

图5是根据本发明的另一实施例提供的金属镀件的制备方法的流程图。如图5所示，于本实施例中，一种金属镀件的制备方法包括如下步骤：

步骤S1、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；

步骤S2、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)；

步骤S3、碱蚀：NaOH：45g/L，温度50℃，时间40秒；

步骤S4、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；

步骤S5、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；

步骤S6、脱锌：AC-108(意笙实业有限公司产品)：80ml/L，温度25℃，时间1分钟；

步骤S7、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；

步骤S8、化学镍：化学镍液：NiSO₄·7H₂O：25g/L；NaH₂PO₂：25g/L；Na₄P₂O₄：10g/L；柠檬酸三钠：25g/L；三乙醇胺：12mL/L；NH₄Cl：25g/L；硫脲：0.001g/L，pH9，常温反应8分钟，制得膜厚为1.5μm的化学镍层；

步骤S9、半光镍：电镀液：NiSO₄·7H₂O：300g/L；NiCl₂·7H₂O：60g/L；H₃BO₃：60g/L；主光剂：5mL/L；湿润剂：3mL/L，温度55℃，pH4.2，电流密度5A/dm2，时间20分钟，制得膜厚8μm的半光镍层；

步骤S10、酸铜：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；

步骤S11、酸活化：硫酸：50g/L，温度常温，浸泡30秒；

步骤S12、镍磷：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℃，pH4.0，电流密度3A/dm2，时间10分钟，制得膜厚4.5μm的镍磷层；

步骤S13、半光镍：电镀液：NiSO₄·7H₂O：250g/L；NiCl₂·7H₂O：40g/L；H₃BO₃：40g/L；主光剂：0.5mL/L；湿润剂：1mL/L，温度50℃，pH3.8，电流密度2A/dm2，时间10分钟，制得膜厚1μm的半光镍层；

步骤S14、三价铬：电镀液：CrCl3：5.5g/L、硼酸：85g/L，pH3.2，温度35℃，电流密度：10A/dm2，时间3分钟，制得膜厚0.2μm的铬层；

步骤S15、水洗烘干后，得到银白色带金属感的产品。

本实施例制作得到的铝合金镀件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。

于本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种金属镀件，其特征在于，包括金属基材以及依次设置在所述金属基材上的化学镍层、半光镍层和酸铜层。

2.如权利要求1所述的金属镀件，其特征在于，所述金属基材为铝合金基材或锌合金基材。

3.如权利要求1所述的金属镀件，其特征在于，所述化学镍层的厚度为1～2μm；

所述半光镍层的厚度为5～8μm；

所述酸铜层的厚度为8～12μm。

4.如权利要求1至3任一项所述的金属镀件，其特征在于，在所述酸铜层背离所述半光镍层的一侧设置表面镀层。

5.如权利要求4所述的金属镀件，其特征在于，所述表面镀层包括镍磷层和三价铬层，所述镍磷层设置在所述酸铜层背离所述半光镍层的一侧，所述三价铬层设置在所述镍磷层背离所述酸铜层的一侧。

6.如权利要求5所述的金属镀件，其特征在于，在所述镍磷层与所述三价铬层之间设置半光镍层。

7.如权利要求6所述的金属镀件，其特征在于，所述镍磷层的厚度为0.2～10μm；

所述三价铬层的厚度为0.1～0.2μm；

所述半光镍层的厚度为0.5～1μm。

8.一种金属镀件的制备方法，用于制作如权利要求1至7任一项所述的金属镀件，其特征在于，包括如下步骤：

提供或制备金属基材；

在所述金属基材上镀制化学镍层；

在所述化学镍层上镀制半光镍层；

在所述半光镍层上镀制酸铜层，得到结构为金属基材/化学镍层/半光镍层的金属镀件。

9.如权利要求8所述的金属镀件的制备方法，其特征在于，还包括对所述金属基材进行前处理的步骤，所述前处理的步骤包括：

对所述金属基材进行除油处理；

对除油处理后的所述金属基材进行碱蚀处理；

对碱蚀处理后的所述金属基材进行酸活化处理。

10.如权利要求9所述的金属镀件的制备方法，其特征在于，在所述金属基材上镀制化学镍层包括如下步骤：

对所述金属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。

11.如权利要求10所述的金属镀件的制备方法，其特征在于，在所述镀件上镀制化学镍层时所使用的化学镍沉积溶液包括：

12.如权利要求10所述的金属镀件的制备方法，其特征在于，在所述化学镍层上依次镀制半光镍层和酸铜层。

13.如权利要求12所述的金属镀件的制备方法，其特征在于，在所述镀件的化学镍层上镀制半光镍层时所使用的半光镍电镀溶液包括：

14.如权利要求12所述的金属镀件的制备方法，其特征在于，在所述酸铜层的表面依次镀制镍磷层、半光镍层以及三价铬层，以在酸铜层表面形成表面镀层。