CN115369270A - 一种电镀阳极镍球的成型方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电镀阳极镍球的成型方法，采用真空熔炼、水平连铸及液压冷镦的方法将化学成分符合：Ni+Co含量≥99.97%，Co含量﹤0.02%，其他杂质含量≤0.0023%的电镀专用镍板制成电镀阳极镍球。通过本方法制得的电镀阳极镍球具有较好的流动性，组织更加均匀，晶粒大小基本保持一致，电镀过程中，随着阳极的溶解，电镀阳极镍球能均匀地下沉溶解，导电性好，电位较低且波动较小，电位稳定性良好，改善了电接触并有较好的电流分布,大大提高了电镀产品效率及产品质量。
Description
技术领域
本发明涉及电镀专用材料技术领域，具有涉及一种电镀阳极镍球的成型方法。
背景技术
电镀镍是借助电化学作用，在黑色金属或有色金属制件表面上沉积一层镍得到。其作为防护装饰性镀层、镀银或镀金的扩散阻挡层、镀铬的中间层等被广泛应用于汽车、机械、仪表及日用工业品中。近年来，随着对镍电镀件的要求逐渐提高，用于镍电镀件的阳极电镀镍质量要求也越来越高。镀镍工艺中，要使镍电镀件不仅具有良好的导电性，而且溶解均匀且生成的泥渣少，那么阳极电镀镍的镍含量必须要大于99.96%。
目前市场上供应的阳极镍材料主要有电解镍板、压延镍阳极板、含氧镍阳极板、含硫镍阳极板。这些阳极镍材料一般为板状或饼状，装载和添加不方便，费时费力，而且这些阳极镍材料在使用时会不同程度的出现以下问题：（1）电镀镍板在电解过程中溶解不均匀，表面呈海绵蜂窝状，并变脆易折断，镍板不易更换；（2）电镀镍一般使用电解精炼板或由电解精炼板压延、铸造而成型，虽然结构紧密，但其组织为柱状粗大晶粒，根据电沉积理论，晶粒尺寸大小直接影响镀层的质量，而为了提高镀层的质量和提高电镀阳极镍的利用率，要求电镀阳极镍的晶粒尽量细小均匀，因此，为了消除电解镍板粗大的柱状晶组织，需采用压延、铸造工艺使组织进一步细化，工序繁琐，生产成本高；（3）电镀过程中，电镀液中累积的杂质在阳极镍板表面富集，使阳极表面出现黑色沉淀，需要及时更换镍板，而旧镍板需要用毛刷除去沉淀，劳动量大，成本高，影响生产效率；（4）采用电解镍精板直接轧制或挤压，铸态组织不易消除，晶粒粗大，在电镀时不能达到均匀溶解的目的。
发明内容
本发明提供了一种电镀阳极镍球的成型方法，目的在于解决现有阳极镍材料装载和添加不方便、晶粒粗大不均匀、溶解过程不充分、生产效率低、生产成本高的问题。
本发明为一种电镀阳极镍球的成型方法，包括以下按步骤：
步骤一：采用真空熔炼方法，将化学成分符合：Ni+Co含量≥99.97%，Co含量﹤0.02%，其他杂质含量≤0.0023%的电镀专用镍板进行熔炼制备成镍液；
步骤二：采用水平连铸的方法，将得到的镍液制成直径为18.5-40mm镍杆；
步骤三：采用液压冷镦的方法，将得到的镍杆制成直径为25-55mm的电镀阳极镍球；
步骤四：将振动抛光机空转30秒，然后将液压冷镦得到的电镀阳极镍球按照设备容量的70-75%倒入抛光机内，并在抛光机内加入55-60℃的油污洗涤液进行振动抛光清洗；
步骤五：将清洗抛光得到的电镀阳极镍球送入烘干箱，在80-100℃下进行烘干；
步骤六：将烘干冷却后的电镀阳极镍球进行包装。
优选的，步骤一的真空熔炼方法工况为：熔炼额定容量1-1.3t，额定功率为600kw，熔炼最高温≥1700℃，镍液温度为1300 ℃-1700℃，额定频率为700-900Hz，极限真空度1×10-1Pa，熔化浇铸室漏气率1.3 Pa/min。
优选的，步骤二的水平连铸方法工况为：流数为六流，拉坯频率为0-600次/min，最高拉速为3米/ min。
优选的，步骤三的液压冷镦方法工况为：定尺长度范围为33～52mm，镦球返回位的长度范围为40～50mm，空程停止位长度范围为16.5～26mm。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、本发明提供的电镀阳极镍球的成型方法，将真空熔炼、水平连铸和液压冷镦工艺结合起来，把传统市场上供应的专用电镀镍板制备为镍球，并使镍球整体的晶粒大小基本保持一致，镍球组织更加均匀。电镀过程中，随着阳极的溶解，电镀阳极镍球能均匀地下沉溶解，不产生“架桥”现象，大大提高了电镀产品效率及产品质量。
2、本发明提供的电镀阳极镍球的成型方法，得到的阳极镍球流动性好，适用于自动装载，在阳极钛篮中装载密实，能充分均匀的溶解，减少了阳极泥的累积，导电性好，电位较低且波动较小，电位稳定性良好，改善了电接触并有较好的电流分布。
附图说明
图1为直径25mm的镍球金相组织图；
图2为直径25mm的镍球在电流密度为1.5A/dm2的电位-时间曲线；
图3为直径28mm的镍球在电流密度为1.5A/dm2的电位-时间曲线；
图4为直径32mm的镍球在电流密度为1.5A/dm2的电位-时间曲线。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明：
实施例1
利用本发明提供的一种电镀阳极镍球的成型方法，将化学成分符合：Ni+Co含量为99.97%， Co含量为0.01%，其他杂质含量为0.0023%的电镀专用镍板制备成直径为25mm的镍球，步骤如下：
步骤一：采用真空熔炼方法，在熔炼额定容量为1t，额定功率为600kw，熔炼最高温为1700℃，镍液温度为1300 ℃，额定频率为700Hz，极限真空度1×10-1Pa，熔化浇铸室漏气率1.3 Pa/min的工况下，将电镀专用镍板进行熔炼制备成镍液；
步骤二：采用水平连铸的方法，在流数为六流，拉坯频率为600次/min，最高拉速为1.2米/min的工况下，将得到的镍液制成直径为18.5mm的镍杆；
步骤三：采用液压冷镦的方法，在定尺长度为38mm，镦球返回位的长度为40mm，空程停止位长度为18.5mm的工况下，将得到的镍杆制成直径为25mm的电镀阳极镍球；
步骤四：将振动抛光机空转30秒，然后将液压冷镦得到的直径为25mm的电镀阳极镍球按照设备容量的70%倒入抛光机内，并在抛光机内加入60℃的油污洗涤液进行振动抛光清洗；
步骤五：将清洗抛光得到的电镀阳极镍球送入烘干箱，在80℃下进行烘干；
步骤六：将烘干冷却后的直径为25mm的电镀阳极镍球进行包装。
所述镍球的金相组织图如图1所示，镍球在电流密度为1.5A/dm2的电位-时间曲线如图2所示。
实施例2
利用本发明提供的一种电镀阳极镍球的成型方法，将化学成分符合：Ni+Co含量为99.98%， Co含量为0.01%，其他杂质含量为0.0021%的电镀专用镍板制备成直径为28mm的镍球，步骤如下：
步骤一：采用真空熔炼方法，在熔炼额定容量为1.1t，额定功率为600kw，熔炼最高温为1750℃，镍液温度为1500 ℃，额定频率为750Hz，极限真空度1×10-1Pa，熔化浇铸室漏气率1.3 Pa/min的工况下，将电镀专用镍板进行熔炼制备成镍液；
步骤二：采用水平连铸的方法，在流数为六流，拉坯频率为500次/min，最高拉速为1米/min的工况下，将得到的镍液制成直径为21mm的镍杆；
步骤三：采用液压冷镦的方法，在定尺长度为43mm，镦球返回位的长度为40mm，空程停止位长度为22mm的工况下，将得到的镍杆制成直径为28mm的电镀阳极镍球；
步骤四：将振动抛光机空转30秒，然后将液压冷镦得到的直径为28mm的电镀阳极镍球按照设备容量的73%倒入抛光机内，并在抛光机内加入55℃的油污洗涤液进行振动抛光清洗；
步骤五：将清洗抛光得到的电镀阳极镍球送入烘干箱，在85℃下进行烘干；
步骤六：将烘干冷却后的直径为28mm的电镀阳极镍球进行包装。
所述镍球在电流密度为1.5A/dm2的电位-时间曲线如图3所示。
实施例3
利用本发明提供的一种电镀阳极镍球的成型方法，将化学成分符合：Ni+Co含量为99.97%， Co含量为0.02%，其他杂质含量为0.0021%的电镀专用镍板制备成直径为32mm的镍球，步骤如下：
步骤一：采用真空熔炼方法，在熔炼额定容量为1.3t，额定功率为600kw，熔炼最高温为1800℃，镍液温度为1700 ℃，额定频率为900Hz，极限真空度1×10-1Pa，熔化浇铸室漏气率1.3 Pa/min的工况下，将电镀专用镍板进行熔炼制备成镍液；
步骤二：采用水平连铸的方法，在流数为六流，拉坯频率为260次/min，最高拉速为0.5米/min的工况下，将得到的镍液制成直径为32mm的镍杆；
步骤三：采用液压冷镦的方法，在定尺长度为45mm，镦球返回位的长度为50mm，空程停止位长度为25mm的工况下，将得到的镍杆制成直径为32mm的电镀阳极镍球；
步骤四：将振动抛光机空转30秒，然后将液压冷镦得到的直径为32mm的电镀阳极镍球按照设备容量的75%倒入抛光机内，并在抛光机内加入60℃的油污洗涤液进行振动抛光清洗；
步骤五：将清洗抛光得到的电镀阳极镍球送入烘干箱，在100℃下进行烘干；
步骤六：将烘干冷却后的直径为32mm的电镀阳极镍球进行包装。
所述镍球在电流密度为1.5A/dm2的电位-时间曲线如图4所示。
通过以上成型方法将电镀阳极镍球制成后，分别进行镍球直径、晶粒尺寸、导电率、溶解率的检测，检测方法如下：
（1）镍球直径测量：将制得的镍球卡在游标卡尺外爪的刀口上，读取镍球直径数值；
（2）晶粒尺寸测量：截取镍球中间平面，经细磨和粗磨后将磨面抛光，使之成为光滑、无痕的镜面，利用金相显微镜观察制得镍球试样的晶粒组织，先调节载物台与物镜中心对齐，再将制备好的镍球试样放在载物台中心，转动粗调焦手轮，降低载物台，使试样观察表面接近物镜，不停微调焦手轮，直至影象最清晰时获得理想的金相组织图，从而得到晶粒尺寸数据；
（3）导电率测试：将镍球加工成平面，用电阻仪探头直接进行导电测试，观察导电情况；
（4）溶解率测试：将镍球放置在电解液中进行电镀溶解，镍球溶解形成镍离子进入到溶液中，电解液内有带正电荷的阳极和带负电荷的阴极，电流在浸没于电解液中的两个电极之间流动，在两个电极之间施加电位或电压时，这些离子会向相反电荷的电极迁移，溶解完成后称重其残渣，得到镍球溶解率数据；
通过以上方法测得三个实施例的镍球性能参数如表1所示：
表1 镍球性能参数
由以上实施例测试结果及图1所示可知，采用真空熔炼+水平连铸+液压冷镦的方法制成的电镀阳极镍球溶解率高，导电性好，晶粒尺寸均匀，平均在32um左右，而且如图2-4所示的电位-时间曲线可知，直径为25mm、28mm、32mm的镍球在电流密度为1.5A/dm2条件下，电位较低且波动较小，电位稳定性良好。
Claims (4)
1.一种电镀阳极镍球的成型方法，其特征在于，包括以下按步骤：
步骤一：采用真空熔炼方法，将化学成分符合：Ni+Co含量≥99.97%，Co含量﹤0.02%，其他杂质含量≤0.0023%的电镀专用镍板进行熔炼制备成镍液；
步骤二：采用水平连铸的方法，将得到的镍液制成直径为18.5-40mm镍杆；
步骤三：采用液压冷镦的方法，将得到的镍杆制成直径为25-55mm的电镀阳极镍球；
步骤四：将振动抛光机空转30秒，然后将液压冷镦得到的电镀阳极镍球按照设备容量的70-75%倒入抛光机内，并在抛光机内加入55-60℃的油污洗涤液进行振动抛光清洗；
步骤五：将清洗抛光得到的电镀阳极镍球送入烘干箱，在80-100℃下进行烘干；
步骤六：将烘干冷却后的电镀阳极镍球进行包装。
2.如权利要求1所述的一种电镀阳极镍球的成型方法，其特征在于，所述步骤一的真空熔炼方法工况为：熔炼额定容量1-1.3t，额定功率为600kw，熔炼最高温≥1700℃，镍液温度为1300 ℃-1700℃，额定频率为700-900Hz，极限真空度1×10-1Pa，熔化浇铸室漏气率1.3Pa/min。
3.如权利要求1所述的一种电镀阳极镍球的成型方法，其特征在于，所述步骤二的水平连铸方法工况为：流数为六流，拉坯频率为0-600次/min，最高拉速为3米/ min。
4.如权利要求1-3任一项所述的一种电镀阳极镍球的成型方法，其特征在于，所述步骤三的液压冷镦方法工况为：定尺长度范围为33～52mm，镦球返回位的长度范围为40～50mm，空程停止位长度范围为16.5～26mm。
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| Title |
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| 郑文虎等: "难切削材料加工技术问答", 中国科学技术大学出版社 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117564238A (zh) * | 2024-01-15 | 2024-02-20 | 金昌镍都矿山实业有限公司 | 一种阳极镍球生产线及其工艺 |
| CN117564238B (zh) * | 2024-01-15 | 2024-03-22 | 金昌镍都矿山实业有限公司 | 一种阳极镍球生产线及其工艺 |
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