CN1089121C - 金属材料表面化学镀镍方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及金属表面化学处理领域。本发明所述的金属材料表面化学镀镍方法包括滚光除油、出光处理、浸Zn-Ni处理、浸渍保护液和化学镀镍。上述工序中,滚光除油在滚磨机上进行,出光处理是将样品放入出光液中,随后在浸Zn-Ni液中进行浸Zn-Ni处理,在化学镀镍前,将样品放入保护液中,加速镀镍时的沉积速度,最后在镀镍液中进行化学镀镍处理。采用本发明所述的方法可在金属材料表面获得性能优异的镀层。
Description
本发明涉及金属材料表面化学处理领域。主要涉及Nd-Fe-B永磁材料表面镀覆。
在金属材料中,诸如Nd-Fe-B永磁体已广泛应用于计算机硬盘驱动器音圈马达VCM片,以及各种微型电机、磁传感器、测量仪器、音响等方面。Nd-Fe-B永磁体通常是由粉末烧结法压铸而成,在室温下极易腐蚀、氧化,在潮湿环境下腐蚀加剧。故Nd-Fe-B永磁体在使用前需防护处理。
在现有技术中,Nd-Fe-B永磁体的防护大多采用电镀锌、电镀镍、阴极电泳等,如专利号为ZL86105540A的发明专利提供了一种稀土永磁体镀锌技术,公开号CN1058053A发明专利提供了一种Nd-Fe-B永磁体电镀镍方法,CN1085963A提供了一种Nd-Fe-B永磁体阴极电泳方法等。这些方法除镀层本身防护性能不高外,更重要的是一些电镀、电泳方法对形状复杂及带有深孔的金属材料无法全面施镀,满足不了使用要求。《材料保护》1997年第七期第20页还提供了一种稀土永磁体化学镀镍技术,其工艺流程如下:
200℃×1hr氧化处理---封孔----滚光---化学除油---除锈---活化---预镀NiP合金---化学镀镍---钝化---烘干。
该工艺技术复杂,中性化学预镀镍液镀速低,寿命低,镀液不易维护,为此将大大地提高了生产成本,降低了生产率。
本发明的目的在于提供一种工艺简单、成本低、成品率高且镀层性能优异的金属材料表面化学镀镍方法。
针对上述目的,本发明采用工艺简单,且不需预镀层的,直接进行快速镀镍的方法,其具体工艺流程如下:
滚光除油---出光处理---浸Zn-Ni处理---浸渍保护液处理---化学镀镍。
现分述如下:
(1)滚光除油
将需防护处理的金属材料在滚磨机中进行滚光,滚光需加入常规的金属清洗剂,清洗剂的浓度为2-20g/L,滚光时间1-3hr。
滚光除油在滚磨机上进行,通过滚磨,使金属材料表面均匀平整。滚磨时必须加入常规金属清洗剂,这样既能保证金属材料表面不氧化生锈,又达到除油效果。
(2)出光处理
经滚光除油处理的金属材料,经水洗和超声波清洗后,利用出光液进行出光处理,出光液的化学成分为:
每升出光液中含:浓度为98%的H2SO410-200ml/L,浓度为65%的HNO30.5-100ml/L,余为水;
处理时间0.5-10min;
处理温度 室温。
由于金属材料表面极易氧化,因此必须去除表面氧化层。对于象稀土永磁体之类的粉末材料,表面多孔,更需进行出光处理。
(3)浸Zn-Ni处理
出光处理后的金属材料,经水洗后,在Zn-Ni浸液中进行浸Zn-Ni处理。
Zn-Ni浸液的化学成分为:
每升Zn-Ni浸液中含:ZnO 4-20g/L,碱式碳酸镍5-30g/L,浓度为40%的HF 6-200ml/L,余为水;
处理温度:室温;
处理时间:0.5-6min
(4)浸渍保护液处理
经浸Zn-Ni处理的金属材料,经水洗后,放入保护液中进行浸渍保护液处理。
保护液的化学成分为:
每升保护液中含:NaH2PO2 10-100g/L,N2H4 5-20g/L,NaBH4 5-60g/L,余为水;
处理温度:室温;
处理时间:1-5分钟。
上述保护液由还原性物质组成,既保证金属材料表面不被进一步氧化,又能加速金属材料进入化学镀镍槽初始时的沉积速度,使其金属材料表面在沉积Zn-Ni层的基础上,快速沉积一层Ni-P涂层,保证了化学镀镍的顺利进行,而又不侵蚀基体。
(5)化学镀镍
金属材料经浸渍保护液处理后,直接放入化学镀镍液中,进行化学镀镍处理。
化学镀镍液的化学成分为:
每升化学镀镍液中含:NiSO4·6H2O 20-30g/L,NaH2PO2·H2O 20-30g/L,C3H6O320-30g/L,丁二酸5-15g/L,柠檬酸2-10g/L,NaAC·3H2O 5-16g/L,稳定剂1-10PPm,促进剂0.5-5g/L。
镀镍液的PH值为4.5-5.0
化学镀镍温度为80-90℃
稳定剂为Pb2+、IO3 -、硫脲、Sn2+中任一种或任两种之和。
促进剂为丙酸、苹果酸、氟化钠、羟基乙酸、氟化氢铵中任一种或任两种以上之和。
本发明所述的方法特别适用于Nd-Fe-B永磁材料表面镀覆镀层。
采用本发明所述的方法,可以获得良好抗腐蚀性能的镀镍层。
当镀层厚度为30μm时:
标准中性盐雾试验出现锈点的时间>200小时
标准耐湿热试验时间(温度为60℃,RH为90%)>1000小时
与现有技术相比,本发明具有如下优点:
(1)工艺简单,成本低
(2)镀层性能优异,与基体结合力强,保护寿命长
(3)所用镀液可多次重复使用,易于维护,不仅降低了成本,而且还提高了生产效率。
(4)适于大规模生产,成品率极高。
实施例
Claims (3)
1、一种金属材料表面化学镀镍方法,其特征在于该方法包括如下工艺步骤:
(1)滚光除油
将需防护处理的金属材料在滚磨机中进行滚光,滚光需加入常规的金属清洗剂,清洗剂的浓度为2-20g/L;
(2)出光处理
经滚光除油处理的金属材料,经水洗和超声波清洗后,利用出光液进行出光处理,出光液的化学成分为:
每升出光液中含:浓度为98%的H2SO410-200ml/L,浓度为65%的HNO30.5-100ml/L,余为水;
(3)浸Zn-Ni处理
出光处理后的金属材料,经水洗后,在Zn-Ni浸液中进行浸Zn-Ni处理;
Zn-Ni浸液的化学成分为:
每1升Zn-Ni浸液中含:ZnO 4-20g/L,碱式碳酸镍5-30g/L,浓度为40%的HF 6-200ml/L,余为水;
(4)浸渍保护液处理
经浸Zn-Ni处理的金属材料,再经水洗后,放入保护液中进行浸渍保护液处理;
保护液的化学成分为:
每1升保护液中含:NaH2PO2 10-100g/L,N2H4 5-20g/L,NaBH4 5-60g/L,余为水;
(5)化学镀镍
金属材料经浸渍保护液处理后,直接放入化学镀镍液中,进行化学镀镍处理,
化学镀镍液的化学成分为:
每升化学镀镍液中含:NiSO4·6H2O 20-30g/L,NaH2PO2·H2O 20-30g/L,C3H6O320-30g/L,丁二酸5-15g/L,柠檬酸2-10g/L,NaAC.3H2O 5-16g/L,稳定剂1-10PPm,促进剂0.5-5g/L;
镀镍液的PH值为4.5-5.0
2、根据权利要求1所述的方法,其特征在于稳定剂为Pb2+、IO3 -、硫脲、Sn2+中任一种或任两种之和。
3、根据权利要求1所述的方法,其特征在于促进剂为丙酸、苹果酸、氟化钠、羟基乙酸、氟化氢铵中任一种或任两种以上之和。
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