CN110846697A - 一种金属镀件镀镍层的返修方法 - Google Patents

一种金属镀件镀镍层的返修方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于金属材料表面技术领域，尤其是一种金属镀件镀镍层的返修方法，包括预处理、一次盐酸腐蚀、硫酸阳极活化、二次盐酸腐蚀、一次镀铜及退铜处理、三次盐酸腐蚀、二次镀铜及退铜处理、四次盐酸腐蚀、补镀镍步骤；所述硫酸阳极活化是将锻件放入硫酸溶液中施加阳极电流使其活化。本发明改变了传统去除电镀层返修的方法，利用补镀的方法对镀镍层进行返工，大大的减少了传统返工、返修方法带来的镀层退除困难、易引起基体材料过腐蚀、造成零件报废问题。

Description

一种金属镀件镀镍层的返修方法
技术领域
本发明属于金属材料表面技术领域，尤其是一种金属镀件镀镍层的返修方法。
背景技术
工业生产过程中，常需要对金属零件的表面进行电镀，以提高其表面的腐蚀性能和装饰性。而在金属零件电镀镍的实际生产过程中，由于各种因素导致镀覆层不能满足使用要求，镀镍返工、返修是时常会遇到的问题。电镀层的返修通常是对先前的镀层予以退除，再进行重新电镀。由于镀镍层相对其它镀层的退除较为困难，且易引起基体材料过腐蚀，造成零件报废。因此，如果能够用在镍层上进行补镀的方法进行返修，来解决外观、镀层厚度不足的问题，并获得合格的镀层，就可大大减少以往退镀带来的质量风险，且能减少缩短工时、节约成本。
镍的性质类似不锈钢，按常规工艺在镍上镀镍，质量是难以保证的，这是因为镍在空气中，表面能够迅速生成一层极薄的钝化膜，抵抗大气、碱和一些酸的腐蚀。返工、返修过程中，如不能有效的清除镍层表面的钝化膜，使镍层表面充分活化，在其表面补镀镍极易出现镀层起泡，结合力不合格的质量问题。
目前也有极少数关于锻件电镀层补镀返修方面的研究。如申请号为CN200510057136.7的专利公开了种金属镀件补镀镍的方法，其特征在于：包括以下步骤(1)采用常规的方法对金属镀件表面进行清洗；(2)电酸活化电酸溶液为HCl 250～400克/升，零件施以2～4安/平方分米的阳极电流，阴极用镍板，时间：1～3分钟；(3)用常规的方法补镍、清洗、活化和镀铬。本发明使补镀后镀层与工件的结合力好，并且工艺简单，产品表面质量好。但该专利公开的方法是用于镀铬层镀件的返修。
又如文献《不合格的化学镀镍层返修工艺》(电镀与精饰，1994)中阐述了生产实践过程中几种常见的镀覆缺陷及返修工艺方法：1、镀层出现针孔、斑点、起皮、起泡等镀覆缺陷应退除镍层重新进行化学镀镍，返修工艺流程为：退除镍层→洗涤→阳极除油→洗涤→弱腐蚀→洗涤→化学镀镍；2、镍层表面出附有脏物，可不退出镀层，只需清洗表面脏物，重新补充化学镀镍即可，返修工艺流程为：阳极除油→洗涤→弱腐蚀→洗涤→化学镀镍。3、对于有厚度、尺寸要求的零件,镀覆层达不到要求，应视出槽时间的长短决定其返修方法。若零件刚出槽,只须洗涤后进行补镀即可。若零件出槽时间很长,可按电化学除油→洗涤→弱腐蚀→洗涤→化学镀镍工艺流程进行返修。该文献提供的补镍方法只适用于部分镀覆缺陷的镀镍层，不能广泛用于镀镍层的返修。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种金属镀件镀镍层的返修方法，具体是通过以下技术方案实现的：
一种金属镀件镀镍层的返修方法，包括以下步骤：
(1)预处理：采用常规方法对镀件进行化学除油、洗涤；
(2)一次盐酸腐蚀：将洗涤后的镀件放入盐酸溶液中腐蚀，两道冷流水洗；
(3)硫酸阳极活化：将步骤(2)处理后的镀件放入硫酸溶液中施加阳极电流使其活化，两道冷流水洗；
(4)二次盐酸腐蚀：将步骤(3)处理后的镀件放盐酸溶液中腐蚀，两道冷流水洗；
(5)一次镀铜及退铜处理：采用常规方法对步骤(3)处理后的镀件进行镀铜，两道冷流水洗，退铜，两道冷流水洗；
(6)三次盐酸腐蚀：将步骤(5)处理后的镀件放盐酸溶液中腐蚀，两道冷流水洗；
(7)二次镀铜及退铜处理：采用常规方法对步骤(6)处理后的镀件进行镀铜，两道冷流水洗，退铜，两道冷流水洗；
(8)四次盐酸腐蚀：将步骤(7)处理后的镀件放盐酸溶液中腐蚀；
(9)补镀镍：采用常规方法对步骤(8)所处理的锻件进行镀镍。
优选地，所述一次盐酸腐蚀、二次盐酸腐蚀、三次盐酸腐蚀、四次盐酸腐蚀的处理条件为：盐酸浓度为50％，温度为室温，处理时间为0.5～1min。常温下盐酸对金属氧化物具有较强的化学溶解作用，能有效侵蚀多种金属氧化物，但溶解基体金属速度较慢，因此使用盐酸腐蚀不易发生过腐蚀和氢脆现象，侵蚀后的零件表面残渣也较少，质量较高。多次盐酸腐蚀处理能有效除去零件表面氧化皮、硬化表层、不良表面组织、疏松层以及钝化膜层，使表面活化，以保证镀层之间的牢固结合，以露出光亮的金属原色为准。
优选地，所述硫酸阳极活化是采用锻件作为阳极，铁板或铅板作为阴极，硫酸溶液作为电解液。零件在阳极上会发生电化学溶解，电极上析出的氧气的机械剥离以及化学溶解作用能将镀件表面的氧化物除去，且侵蚀速度快，表面质量好，不存在氢脆和杂质在零件表面沉积。硫酸阳极活化用于镍镀层返修时，经阳极活化处理后零件的镍层一般为灰色。
优选地，所述硫酸阳极活化的条件为：硫酸溶液浓度为10％～20％，外加电压小于1.5V，活化时间为0.5～1min。
优选地，所述一次镀铜及退铜处理、二次镀铜及退铜处理，退铜是将锻件放入由铬酐、硫酸混合组成的退铜液中，在室温下将铜层褪尽为止。两次镀铜及退铜处理是使镍层与铜层之间晶体结合，用于活化镍层金属，但由于一次镀铜过程中难免还有氧化膜残留，是故选用两次镀铜及退铜处理，保证镍层金属活化的同时使镍层表面更洁净。金属镀件经两次两次镀铜及退铜处理后，能有效去除镍层表面薄层氧化膜，活化镍镀层，提高补镀镍层结合力。
优选地，所述退铜液中，铬酐的浓度为200～250g/l，硫酸的浓度为40～60g/l。
本发明的有效果在于：本发明通过四次盐酸腐蚀、一次硫酸阳极活化、2次镀铜退铜处理，在去除零件表面氧化皮、不良表面组织、疏松层以及钝化膜层的基础上保证基体表面质量，充分活化镍镀层，保证补镀镍层与原镍层之间结合力牢固。返修后镀镍层的结合力经GB-5270《金属基体上金属覆盖层附着强度试验方法》中弯曲法、划线划格法等检测，镀层结合力合格。本发明改变了传统去除电镀层返修的方法，利用补镀的方法对镀镍层进行返工，大大减少了传统返工、返修方法带来的镀层退除困难、易引起基体材料过腐蚀、造成零件报废问题。
附图说明
图1为本发明具体的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的限定，但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。
实施例1
采用有镍层表面有锈蚀斑点、锈蚀坑、局部无镀层的镀镍镀件进行试验。
一种金属镀件镀镍层的返修方法，包括以下步骤：
(1)预处理：采用常规方法对镀件进行化学除油、洗涤(热水洗→两道冷流水洗)；
(2)一次盐酸腐蚀：将洗涤后的镀件放入盐酸溶液中腐蚀，两道冷流水洗；
(3)硫酸阳极活化：将步骤(2)处理后的镀件放入硫酸溶液中施加阳极电流使其活化，两道冷流水洗；
(4)二次盐酸腐蚀：将步骤(3)处理后的镀件放盐酸溶液中腐蚀，两道冷流水洗；
(5)一次镀铜及退铜处理：采用常规方法对步骤(3)处理后的镀件进行镀铜，两道冷流水洗，退铜，两道冷流水洗；
(6)三次盐酸腐蚀：将步骤(5)处理后的镀件放盐酸溶液中腐蚀，两道冷流水洗；
(7)二次镀铜及退铜处理：采用常规方法对步骤(6)处理后的镀件进行镀铜，两道冷流水洗，退铜，两道冷流水洗；
(8)四次盐酸腐蚀：将步骤(7)处理后的镀件放盐酸溶液中腐蚀；
(9)补镀镍：采用常规方法对步骤(8)所处理的锻件进行镀镍。
所述一次盐酸腐蚀、二次盐酸腐蚀、三次盐酸腐蚀、四次盐酸腐蚀的处理条件为：盐酸浓度为50％，温度为室温，处理时间为1min。
所述硫酸阳极活化是采用锻件作为阳极，铁板作为阴极，硫酸溶液作为电解液。
所述硫酸阳极活化的条件为：硫酸溶液浓度为10％，外加电压为1.2V，活化时间为1min。
所述一次镀铜及退铜处理、二次镀铜及退铜处理，退铜是将锻件放入由铬酐、硫酸混合组成的退铜液中，在室温下将铜层褪尽为止。
所述退铜液中，铬酐的浓度为200g/l，硫酸的浓度为40g/l。
上述实施例中，返修后镀层的结合力按照GB-5270《金属基体上金属覆盖层附着强度试验方法》中弯曲法、划线划格法等检测，经检测，镀层结合力合格。
弯曲法：是将镀件进行弯曲或拐折，通常用手或钳子将试样先向一边，然后向另一边尽可能急骤的弯曲，直到试样断裂，并对断裂处进行检查，确定覆盖层是否剥落或是否能用刀剥落。
划线划格法：利用刃口为30°的硬质钢划刀，划两条划两条相距为2mm的平行线，划线时应施以足够压力，使划刀一次就能划破覆盖层达基体金属，如果两条划线之间有任何部分脱离基体金属，则认为附着强度不好；本实验另一划法，是划边长为1mm的正方形格子，观察格子内覆盖层是否从基体上剥落。
实施例2
采用有镍层表面有锈蚀斑点、锈蚀坑、局部无镀层的镀镍镀件进行试验。
一种金属镀件镀镍层的返修方法，包括以下步骤：
(1)预处理：采用常规方法对镀件进行化学除油、洗涤(热水洗→两道冷流水洗)；
(2)一次盐酸腐蚀：将洗涤后的镀件放入盐酸溶液中腐蚀，两道冷流水洗；
(3)硫酸阳极活化：将步骤(2)处理后的镀件放入硫酸溶液中施加阳极电流使其活化，两道冷流水洗；
(4)二次盐酸腐蚀：将步骤(3)处理后的镀件放盐酸溶液中腐蚀，两道冷流水洗；
(5)一次镀铜及退铜处理：采用常规方法对步骤(3)处理后的镀件进行镀铜，两道冷流水洗，退铜，两道冷流水洗；
(6)三次盐酸腐蚀：将步骤(5)处理后的镀件放盐酸溶液中腐蚀，两道冷流水洗；
(7)二次镀铜及退铜处理：采用常规方法对步骤(6)处理后的镀件进行镀铜，两道冷流水洗，退铜，两道冷流水洗；
(8)四次盐酸腐蚀：将步骤(7)处理后的镀件放盐酸溶液中腐蚀；
(9)补镀镍：采用常规方法对步骤(8)所处理的锻件进行镀镍。
优选地，所述一次盐酸腐蚀、二次盐酸腐蚀、三次盐酸腐蚀、四次盐酸腐蚀的处理条件为：盐酸浓度为50％，温度为室温，处理时间为0.8min。
所述硫酸阳极活化是采用锻件作为阳极，铅板作为阴极，硫酸溶液作为电解液。
所述硫酸阳极活化的条件为：硫酸溶液浓度为15％，外加电压为1.0V，活化时间为0.8min。
所述一次镀铜及退铜处理、二次镀铜及退铜处理，退铜是将锻件放入由铬酐、硫酸混合组成的退铜液中，在室温下将铜层褪尽为止。
所述退铜液中，铬酐的浓度为220g/l，硫酸的浓度为50g/l。
上述实施例中，返修后镀层的结合力按照GB-5270《金属基体上金属覆盖层附着强度试验方法》中弯曲法、划线划格法等检测，经检测，镀层结合力合格。
弯曲法：是将镀件进行弯曲或拐折，通常用手或钳子将试样先向一边，然后向另一边尽可能急骤的弯曲，直到试样断裂，并对断裂处进行检查，确定覆盖层是否剥落或是否能用刀剥落。
划线划格法：利用刃口为30°的硬质钢划刀，划两条划两条相距为2mm的平行线，划线时应施以足够压力，使划刀一次就能划破覆盖层达基体金属，如果两条划线之间有任何部分脱离基体金属，则认为附着强度不好；本实验另一划法，是划边长为1mm的正方形格子，观察格子内覆盖层是否从基体上剥落。
实施例3
采用有镍层表面有锈蚀斑点、锈蚀坑、局部无镀层的镀镍镀件进行试验。
一种金属镀件镀镍层的返修方法，包括以下步骤：
(1)预处理：采用常规方法对镀件进行化学除油、洗涤(热水洗→两道冷流水洗)；
(2)一次盐酸腐蚀：将洗涤后的镀件放入盐酸溶液中腐蚀，两道冷流水洗；
(3)硫酸阳极活化：将步骤(2)处理后的镀件放入硫酸溶液中施加阳极电流使其活化，两道冷流水洗；
(4)二次盐酸腐蚀：将步骤(3)处理后的镀件放盐酸溶液中腐蚀，两道冷流水洗；
(5)一次镀铜及退铜处理：采用常规方法对步骤(3)处理后的镀件进行镀铜，两道冷流水洗，退铜，两道冷流水洗；
(6)三次盐酸腐蚀：将步骤(5)处理后的镀件放盐酸溶液中腐蚀，两道冷流水洗；
(7)二次镀铜及退铜处理：采用常规方法对步骤(6)处理后的镀件进行镀铜，两道冷流水洗，退铜，两道冷流水洗；
(8)四次盐酸腐蚀：将步骤(7)处理后的镀件放盐酸溶液中腐蚀；
(9)补镀镍：采用常规方法对步骤(8)所处理的锻件进行镀镍。
优选地，所述一次盐酸腐蚀、二次盐酸腐蚀、三次盐酸腐蚀、四次盐酸腐蚀的处理条件为：盐酸浓度为50％，温度为室温，处理时间为0.5min。
所述硫酸阳极活化是采用锻件作为阳极，铅板作为阴极，硫酸溶液作为电解液。
所述硫酸阳极活化的条件为：硫酸溶液浓度为20％，外加电压为0.8V，活化时间为0.5min。
所述一次镀铜及退铜处理、二次镀铜及退铜处理，退铜是将锻件放入由铬酐、硫酸混合组成的退铜液中，在室温下将铜层褪尽为止。
所述退铜液中，铬酐的浓度为250g/l，硫酸的浓度为60g/l。
返修后镀层的结合力按照GB-5270《金属基体上金属覆盖层附着强度试验方法》中弯曲法、划线划格法等检测，经检测，镀层结合力合格。
弯曲法：是将镀件进行弯曲或拐折，通常用手或钳子将试样先向一边，然后向另一边尽可能急骤的弯曲，直到试样断裂，并对断裂处进行检查，确定覆盖层是否剥落或是否能用刀剥落。
划线划格法：利用刃口为30°的硬质钢划刀，划两条划两条相距为2mm的平行线，划线时应施以足够压力，使划刀一次就能划破覆盖层达基体金属，如果两条划线之间有任何部分脱离基体金属，则认为附着强度不好；本实验另一划法，是划边长为1mm的正方形格子，观察格子内覆盖层是否从基体上剥落。
对比例1
对比例1与实施例1的区别在于没有一次镀铜及退铜处理和二次镀铜及退铜处理，即没有步骤(4)到步骤(7)，其余过程相同。返修后镀层的结合力按照GB-5270《金属基体上金属覆盖层附着强度试验方法》中弯曲法检测时，镀层起皮脱落；按照GB-5270《金属基体上金属覆盖层附着强度试验方法》中划格划线法检测时，部分格子内镀层起皮脱落。
对比例2
对比例2与实施例1的区别在于没有一次镀铜及退铜处理，即没有步骤(5)、步骤(6)，其余过程相同。返修后镀层的结合力按照GB-5270《金属基体上金属覆盖层附着强度试验方法》中弯曲法检测时，镀层起皮，能用刀子剥离镀层；按照GB-5270《金属基体上金属覆盖层附着强度试验方法》中划格划线法检测时，部分格子内镀层起皮脱落。
对比例3
对比例3与实施例1的区别在于没有硫酸阳极活化，即没有步骤(3)、步骤(4)，其余过程相同。返修后镀层的结合力按照GB-5270《金属基体上金属覆盖层附着强度试验方法》中弯曲法检测时，镀层起皮，能用刀子剥离镀层；GB-5270《金属基体上金属覆盖层附着强度试验方法》中划格划线法检测时，部分格子内镀层起皮脱落。
在此有必要指出的是，以上实施例和试验例仅限于对本发明的技术方案做进一步的阐述和理解，不能理解为对本发明的技术方案做进一步的限定，本领域技术人员作出的非突出实质性特征和显著进步的发明创造，仍然属于本发明的保护范畴。

Claims (7)

1.一种金属镀件镀镍层的返修方法，包括预处理、一次盐酸腐蚀、硫酸阳极活化、二次盐酸腐蚀、一次镀铜及退铜处理、三次盐酸腐蚀、二次镀铜及退铜处理、四次盐酸腐蚀、补镀镍步骤；其特征在于，所述硫酸阳极活化是将镀件放入硫酸溶液中施加阳极电流使其活化。
2.如权利要求1所述的金属镀件镀镍层的返修方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)预处理：采用常规方法对镀件进行化学除油、洗涤；
(2)一次盐酸腐蚀：将洗涤后的镀件放入盐酸溶液中腐蚀，两道冷流水洗；
(3)硫酸阳极活化：将步骤(2)处理后的镀件放入硫酸溶液中施加阳极电流使其活化，两道冷流水洗；
(4)二次盐酸腐蚀：将步骤(3)处理后的镀件放盐酸溶液中腐蚀，两道冷流水洗；
(5)一次镀铜及退铜处理：采用常规方法对步骤(3)处理后的镀件进行镀铜，两道冷流水洗，退铜，两道冷流水洗；
(6)三次盐酸腐蚀：将步骤(5)处理后的镀件放盐酸溶液中腐蚀，两道冷流水洗；
(7)二次镀铜及退铜处理：采用常规方法对步骤(6)处理后的镀件进行镀铜，两道冷流水洗，退铜，两道冷流水洗；
(8)四次盐酸腐蚀：将步骤(7)处理后的镀件放盐酸溶液中腐蚀；
(9)补镀镍：采用常规方法对步骤(8)所处理的镀件进行镀镍。
3.如权利要求2所述的金属镀件镀镍层的返修方法，其特征在于，所述一次盐酸腐蚀、二次盐酸腐蚀、三次盐酸腐蚀、四次盐酸腐蚀的处理条件为：盐酸浓度为50％，温度为室温，处理时间为0.5～1min。
4.如权利要求2所述的金属镀件镀镍层的返修方法，其特征在于，所述硫酸阳极活化是采用锻件作为阳极，铁板或铅板作为阴极，硫酸溶液作为电解液。
5.如权利要求2所述的金属镀件镀镍层的返修方法，其特征在于，所述硫酸阳极活化的条件为：硫酸溶液浓度为10％～20％，外加电压小于1.5V，活化时间为0.5～1min。
6.如权利要求2所述的金属镀件镀镍层的返修方法，其特征在于，所述一次镀铜及退铜处理、二次镀铜及退铜处理，退铜是将锻件放入由铬酐、硫酸混合组成的退铜液中，在室温下将铜层褪尽为止。
7.如权利要求2所述的金属镀件镀镍层的返修方法，其特征在于，所述退铜液中，铬酐的浓度为200～250g/l，硫酸的浓度为40～60g/l。
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