CN110791792A - 用于耦合器波纹管内壁复合镀铜的方法及耦合器波纹管 - Google Patents

用于耦合器波纹管内壁复合镀铜的方法及耦合器波纹管 Download PDF

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Abstract

一种用于耦合器波纹管内壁复合镀铜的方法，包括以下步骤：将拉伸保护模具和纯镍内阳极模具装配在待处理的波纹管上；对装有拉伸保护模具和纯镍内阳极模具的波纹管进行预镀镍处理；清洗预镀镍后的波纹管，取出纯镍内阳极模具，放入纯铜内阳极模具，进行电化学镀铜处理；清洗电化学镀铜后的波纹管，取出纯铜内阳极模具，进行化学镀铜处理；清洗化学镀铜后的波纹管，拆卸模具。本发明通过波纹管拉伸保护模具使波纹管外壁没有镀层，且波纹管在拉伸状态下进行镀膜工艺，能够使镀层更加均匀；通过纯镍内阳极和纯铜内阳极调整阴极和阳极的电场分布，提高镀层均匀性；通过控制电流密度和时间可精确控制镀层的厚度。

Description

用于耦合器波纹管内壁复合镀铜的方法及耦合器波纹管
技术领域
本发明涉及微波电真空领域，尤其涉及一种用于耦合器波纹管内壁复合镀铜的方法及耦合器波纹管。
背景技术
在微波电真空领域中，高功率输入耦合器(简称耦合器)是大科学工程装置加速器的重要组成部分，主要功能是连接功率源与超导腔，为超导腔提供微波功率，在腔内建立加速电场，并将能量传递给束流。高功率输入耦合器组件中的波纹管材料为316LN不锈钢，导热性差，损耗高。为了弥补这些缺点，可以采用波纹管内表面镀铜进行处理，增加材料的导热性和减少高频损耗。而且需要对耦合器的波纹管进行拉伸或者压缩来调节输送的微波功，所以对镀层的结合力和厚度有特殊要求。耦合器组件使用环境温度在常温和超低温下，所以对镀层的残余电阻率RRR值有特殊要求，需要在30～80之间。
在电镀铜时，由于只对耦合器的波纹管内壁镀铜，外壁不镀铜，需要设计专用模具，而且耦合器的波纹管本身为波纹状，有深槽和凸起位置，导致电镀液内波纹管不同位置电场分布极不均匀，按照常规的电镀方法会使波纹管内壁镀铜深槽和凸起位置产生镀层极不均匀现象，甚至在波纹管内壁深凹槽处镀不上铜层；耦合器的波纹管在拉伸或压缩过程中，镀层附着力差，易出现起皮或镀层脱落等现象，影响电镀表面的质量。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种用于耦合器波纹管内壁复合镀铜的方法，以期至少部分地解决上述技术问题中的至少之一。
为了实现上述目的，作为本发明的一方面，提供了一种用于耦合器波纹管内壁复合镀铜的方法，包括以下步骤：
将拉伸保护模具和纯镍内阳极模具装配在待处理的波纹管上；
对装有拉伸保护模具和纯镍内阳极模具的波纹管进行预镀镍处理；
清洗预镀镍后的波纹管，取出纯镍内阳极模具，放入纯铜内阳极模具，进行电化学镀铜处理；
清洗电化学镀铜后的波纹管，取出纯铜内阳极模具，进行化学镀铜处理；
清洗化学镀铜后的波纹管，拆卸模具。
进一步地，所述拉伸保护模具是304不锈钢材料，内壁按照波纹管形状加工，能够将波纹管外壁全部覆盖保护，使波纹管拉伸。
进一步地，所述纯镍内阳极模具采用镍含量为99.9％的材料、依据波纹管形状制作，凸起位置对应波纹管内壁凹的位置，凹的位置对应波纹管内壁凸起的位置。
进一步地，所述预镀镍处理采用预镀液，所述预镀液配方为：氯化镍浓度为200～245g/L，盐酸浓度为150～240g/L；电流密度为2～6A/dm2，处理时间为10～60s。
进一步地，所述纯铜内阳极采用铜含量99.95％的材料、依据波纹管形状制作，凸起位置对应波纹管内壁凹的位置，凹的位置对应波纹管内壁凸起的位置。
进一步地，所述电化学镀铜处理采用溶液1，所述溶液1配方为：硫酸铜浓度为180～220g/L，硫酸浓度为40～60g/L；电流密度为0.5～2A/dm2，处理时间为2～4h。
进一步地，所述化学镀铜处理采用溶液2，所述溶液2配方为：氢氧化钠浓度为3～5g/L，硫酸铜浓度为3～4g/L，甲醛浓度为3～4g/L，络合剂EDTA摩尔浓度为0.1～0.2mol/L；处理时间为3～6h。
作为本发明的另一方面，还提供了一种采用如上所述的用于耦合器波纹管内壁复合镀铜的方法制造的耦合器波纹管。
进一步地，所述波纹管内壁镀层厚度为20～40微米。
进一步地，所述波纹管内壁镀层的残余电阻率RRR值在30～80之间。
基于上述技术方案可知，本发明的用于耦合器波纹管内壁复合镀铜的方法相对于现有技术至少具有如下有益效果之一：
1、本发明通过波纹管拉伸保护模具使波纹管外壁没有镀层，且波纹管在拉伸状态下进行镀膜工艺，能够使镀层更加均匀。
2、本发明通过纯镍内阳极和纯铜内阳极调整阴极和阳极的电场分布，提高镀层均匀性；
3、本发明通过先进行电化学镀铜，再进行化学镀铜，一方面提高镀层结合力，另一方面进一步提高镀层均匀性。通过控制电流密度和时间可精确控制镀层的厚度；
4、采用本发明提供的方法，波纹管内壁镀层厚度可达20～40微米，波纹管拉伸或压缩15mm，其镀层，不脱落，附着力强。镀层的残余电阻率RRR值在30～80之间。
附图说明
图1是本发明的用于耦合器波纹管内壁复合镀铜的方法的流程图；
图2是拉伸保护模具和纯镍内阳极的组合图；
图3是纯铜内阳极的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。
如图1所示为本发明中用于耦合器波纹管内壁复合镀铜流程图，一种用于耦合器波纹管内壁复合镀铜的方法，包括以下步骤：
A.将波纹管拉伸保护模具和纯镍内阳极模具装置在波纹管上；
B.对装有拉伸保护模具和纯镍内阳极模具的波纹管进行预镀镍处理；
C.对预镀镍后的波纹管用去离子水冲洗，取出纯镍内阳极模具，放入纯铜内阳极模具，进行电化学镀铜处理；
D.对电化学镀铜后的波纹管用去离子水冲洗，取出纯铜内阳极模具，进行化学镀铜处理；
E.对化学镀铜后的波纹管用去离子水冲洗，拆卸模具后用酒精脱水，烘干。
以上所述的耦合器用波纹管内壁复合镀铜的方法，步骤A中的拉伸保护模具是304不锈钢材料，可以把波纹管外壁全部覆盖，保护波纹管外壁不被镀上镀层，并且能够拉伸波纹管10mm，增加内壁凹槽深宽比。纯镍内阳极模具是是镍含量为99.9％的材料，凸起位置对应波纹管内壁凹的位置，凹的位置对应波纹管内壁凸起的位置，能够使波纹管内壁凹凸位置处镀镍层均匀；如图2所示为拉伸保护模具和纯镍内阳极组合示意图。
以上所述的耦合器用波纹管内壁复合镀铜的方法，步骤B中预镀液配方为氯化镍200～245g/L，盐酸150～240g/L；电流密度为2～6A/dm2，时间10～60s。
以上所述的耦合器用波纹管内壁复合镀铜的方法，步骤C中纯铜内阳极是铜含量99.95％的材料，凸起位置对应波纹管内壁凹的位置，凹的位置对应波纹管内壁凸起的位置，能够使波纹管内壁凹凸位置处镀铜层均匀；如图3所示为纯铜内阳极的示意图。电化学镀铜溶液配方为硫酸铜180～220g/L，硫酸40～60g/L；电流密度为0.5～2A/dm2，时间2～4h。
以上所述的耦合器用波纹管内壁复合镀铜的方法，步骤D中化学镀铜的溶液配方为：氢氧化钠3～5g/L，硫酸铜3～4g/L，甲醛3～4g/L，络合剂EDTA 0.1～0.2mol/L；时间3～6h。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于耦合器波纹管内壁复合镀铜的方法，其特征在于，包括以下步骤：
将拉伸保护模具和纯镍内阳极模具装配在待处理的波纹管上；
对装有拉伸保护模具和纯镍内阳极模具的波纹管进行预镀镍处理；
清洗预镀镍后的波纹管，取出纯镍内阳极模具，放入纯铜内阳极模具，进行电化学镀铜处理；
清洗电化学镀铜后的波纹管，取出纯铜内阳极模具，进行化学镀铜处理；
清洗化学镀铜后的波纹管，拆卸模具。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述拉伸保护模具是304不锈钢材料，内壁按照波纹管形状加工，能够将波纹管外壁全部覆盖保护，使波纹管拉伸。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述纯镍内阳极模具采用镍含量为99.9％的材料、依据波纹管形状制作，凸起位置对应波纹管内壁凹的位置，凹的位置对应波纹管内壁凸起的位置。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预镀镍处理采用预镀液，所述预镀液配方为：氯化镍浓度为200～245g/L，盐酸浓度为150～240g/L；电流密度为2～6A/dm2，处理时间为10～60s。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述纯铜内阳极采用铜含量99.95％的材料、依据波纹管形状制作，凸起位置对应波纹管内壁凹的位置，凹的位置对应波纹管内壁凸起的位置。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电化学镀铜处理采用溶液1，所述溶液1配方为：硫酸铜浓度为180～220g/L，硫酸浓度为40～60g/L；电流密度为0.5～2A/dm2，处理时间为2～4h。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述化学镀铜处理采用溶液2，所述溶液2配方为：氢氧化钠浓度为3～5g/L，硫酸铜浓度为3～4g/L，甲醛浓度为3～4g/L，络合剂EDTA摩尔浓度为0.1～0.2mol/L；处理时间为3～6h。
8.一种采用如权利要求1-7任一项所述的用于耦合器波纹管内壁复合镀铜的方法制造的耦合器波纹管。
9.根据权利要求8所述的耦合器波纹管，其特征在于，所述波纹管内壁镀层厚度为20～40微米。
10.根据权利要求8所述的耦合器波纹管，其特征在于，所述波纹管内壁镀层的残余电阻率RRR值在30～80之间。
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