CN112813469A - 一种铜合金及钢铁基体的纳米晶沉积方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铜合金及钢铁基体的纳米晶沉积方法，属于纳米沉积技术领域。本发明所提出的一种铜合金及钢铁基体的纳米晶沉积方法在沉积原理上有了颠覆性的更改，改变了镀液的原料配方，并辅以高压脉冲信号处理，相较于现有工艺，操作更为简便，且无需在镀液中再添加纳米浆，不存在纳米浆的一系列缺陷，也就解决了纳米浆的所有问题，大大提高了纳米镀层质量；本发明有效解决了现有镀液中加入的纳米浆不稳定，易沉降在槽底，在镀液中分布不均匀，导致纳米镀层不可控的问题。

Description

一种铜合金及钢铁基体的纳米晶沉积方法
技术领域
本发明涉及纳米沉积技术领域，尤其涉及一种铜合金及钢铁基体的纳米晶沉积方法。
背景技术
电镀就是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程，是利用电解作用使金属或其它材料制件的表面附着一层金属膜的工艺从而起到防止金属氧化，提高耐磨性、导电性、反光性、抗腐蚀性及增进美观等作用，随着时代的发展，电镀的工艺也在逐渐进步，人们开始越来越多的将纳米沉积技术应用于金属电镀工作上。
目前市面上常见的纳米沉积技术是在镀镍溶液里加入纳米浆，通过普通电沉积获得，所得纳米晶尺寸在100nm以上，但是纳米浆不稳定，纳米浆容易沉降在槽底，在镀液中分布不均匀，纳米镀层不可控，甚至得到的镀层不是纳米尺寸级别，所以不能叫做严格意义的纳米镀层；为了解决上述问题，我们提出了一种铜合金及钢铁基体的纳米晶沉积方法。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有镀液中加入的纳米浆不稳定，易沉降在槽底，在镀液中分布不均匀，导致纳米镀层不可控的问题而提出的一种铜合金及钢铁基体的纳米晶沉积方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种铜合金及钢铁基体的纳米晶沉积方法，包括有以下步骤：
S1、准备好待镀层的工件，对工件进行清理和检查，去除工件上的毛刺、飞边、泥沙和污垢；
S2、预备工件脱脂所需的材料和设备，对待镀层的工件进行脱脂工作；
S3、预备工件酸洗所需的材料和设备，对待镀层的工件进行酸洗工作；
S4、取用适量氨基磺酸镍、硼酸和湿润剂，将上述三种原料与水混合、搅拌均匀，制备基础镀液；
S5、将经过S1-S3处理过的待镀层工件放入S4中制备所得的基础镀液中，对基础镀液施加高压脉冲信号，令工件在基础镀液中电沉积形成纳米晶镀层；
S6、完成镀层工作后，对工件进行清洗、干燥。
优选的，所述S2中所提到的工件电镀前脱脂的方法包括有机溶剂脱脂、化学脱脂、电化学脱脂、擦拭脱脂和超声波脱脂中的一种或多种。
优选的，所述S3中提到的工件酸洗工作采用浸渍酸洗法，进行酸洗工作时，在酸洗溶液中加入酸洗缓释剂，防止酸洗溶液对工件造成腐蚀。
优选的，所述S4中所配制的基础镀液中氨基磺酸镍浓度为380～450g/L，硼酸浓度为35～50g/L，湿润剂浓度为0.01～0.10g/L。
优选的，所述S5中所提到的高压脉冲信号的脉冲电压为100～150V，脉冲精度为0.1，电流密度为1.20～5.5A/dm2，温度为45～55℃。
与现有技术相比，本发明提供了一种铜合金及钢铁基体的纳米晶沉积方法，具备以下有益效果：
目前市面上常用的纳米沉积技术需要在镀液中添加纳米浆，而纳米浆本身性质不稳定，容易沉降在槽底，在镀液中分布不均匀，导致纳米镀层不可控，甚至得不到纳米尺寸级别的镀层，本发明所提出的一种铜合金及钢铁基体的纳米晶沉积方法在沉积原理上有了颠覆性的更改，改变了镀液的原料配方，并辅以高压脉冲信号处理，相较于现有工艺，操作更为简便，且无需在镀液中再添加纳米浆，不存在纳米浆的一系列缺陷，也就解决了纳米浆的所有问题，大大提高了纳米镀层质量：镀层晶粒20～40nm，是纯粹的纳米级别镀层，所得镀层均匀，耐蚀性非常优良，铜合金沉积18微米厚的纳米镀层可耐中性盐雾500h以上，而普通加纳米浆获得的镀层只能耐中性盐雾192h。
附图说明
图1为本发明提出的一种铜合金及钢铁基体的纳米晶沉积方法的方法流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例1：
请参阅图1，一种铜合金及钢铁基体的纳米晶沉积方法，包括有以下步骤：
S1、准备好待镀层的工件，对工件进行清理和检查，去除工件上的毛刺、飞边、泥沙和污垢；
S2、预备工件脱脂所需的材料和设备，对待镀层的工件进行脱脂工作；
S3、预备工件酸洗所需的材料和设备，对待镀层的工件进行酸洗工作；
S4、取用适量氨基磺酸镍、硼酸和湿润剂，将上述三种原料与水混合、搅拌均匀，制备基础镀液；
S5、将经过S1-S3处理过的待镀层工件放入S4中制备所得的基础镀液中，对基础镀液施加高压脉冲信号，令工件在基础镀液中电沉积形成纳米晶镀层；
S6、完成镀层工作后，对工件进行清洗、干燥。
S2中所提到的工件电镀前脱脂的方法包括有机溶剂脱脂、化学脱脂、电化学脱脂、擦拭脱脂和超声波脱脂中的一种或多种。
S3中提到的工件酸洗工作采用浸渍酸洗法，进行酸洗工作时，在酸洗溶液中加入酸洗缓释剂，防止酸洗溶液对工件造成腐蚀。
S4中所配制的基础镀液中氨基磺酸镍浓度为380～450g/L，硼酸浓度为35～50g/L，湿润剂浓度为0.01～0.10g/L。
S5中所提到的高压脉冲信号的脉冲电压为100～150V，脉冲精度为0.1，电流密度为1.20～5.5A/dm2，温度为45～55℃。
目前市面上常用的纳米沉积技术需要在镀液中添加纳米浆，而纳米浆本身性质不稳定，容易沉降在槽底，在镀液中分布不均匀，导致纳米镀层不可控，甚至得不到纳米尺寸级别的镀层，本发明所提出的一种铜合金及钢铁基体的纳米晶沉积方法在沉积原理上有了颠覆性的更改，改变了镀液的原料配方，并辅以高压脉冲信号处理，相较于现有工艺，操作更为简便，且无需在镀液中再添加纳米浆，不存在纳米浆的一系列缺陷，也就解决了纳米浆的所有问题，大大提高了纳米镀层质量：镀层晶粒20～40nm，是纯粹的纳米级别镀层，所得镀层均匀，耐蚀性非常优良，铜合金沉积18微米厚的纳米镀层可耐中性盐雾500h以上，而普通加纳米浆获得的镀层只能耐中性盐雾192h。。
以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种铜合金及钢铁基体的纳米晶沉积方法，其特征在于：包括有以下步骤：
S1、准备好待镀层的工件，对工件进行清理和检查，去除工件上的毛刺、飞边、泥沙和污垢；
S2、预备工件脱脂所需的材料和设备，对待镀层的工件进行脱脂工作；
S3、预备工件酸洗所需的材料和设备，对待镀层的工件进行酸洗工作；
S4、取用适量氨基磺酸镍、硼酸和湿润剂，将上述三种原料与水混合、搅拌均匀，制备基础镀液；
S5、将经过S1-S3处理过的待镀层工件放入S4中制备所得的基础镀液中，对基础镀液施加高压脉冲信号，令工件在基础镀液中电沉积形成纳米晶镀层；
S6、完成镀层工作后，对工件进行清洗、干燥。
2.根据权利要求1所述的一种铜合金及钢铁基体的纳米晶沉积方法，其特征在于：所述S2中所提到的工件电镀前脱脂的方法包括有机溶剂脱脂、化学脱脂、电化学脱脂、擦拭脱脂和超声波脱脂中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种铜合金及钢铁基体的纳米晶沉积方法，其特征在于：所述S3中提到的工件酸洗工作采用浸渍酸洗法，进行酸洗工作时，在酸洗溶液中加入酸洗缓释剂，防止酸洗溶液对工件造成腐蚀。
4.根据权利要求1所述的一种铜合金及钢铁基体的纳米晶沉积方法，其特征在于：所述S4中所配制的基础镀液中氨基磺酸镍浓度为380～450g/L，硼酸浓度为35～50g/L，湿润剂浓度为0.01～0.10g/L。
5.根据权利要求1所述的一种铜合金及钢铁基体的纳米晶沉积方法，其特征在于：所述S5中所提到的高压脉冲信号的脉冲电压为100～150V，脉冲精度为0.1，电流密度为1.20～5.5A/dm2，温度为45～55℃。
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