CN218786671U

CN218786671U - 一种钕铁硼镀三价黑铬及石墨烯封闭的镀层结构

Info

Publication number: CN218786671U
Application number: CN202222075855.3U
Authority: CN
Inventors: 李小花; 郭崇武; 赖奂汶; 彭超艺
Original assignee: Guangzhou Ultra Union Chemicals Ltd
Current assignee: Guangzhou Ultra Union Chemicals Ltd
Priority date: 2022-08-09
Filing date: 2022-08-09
Publication date: 2023-04-04
Anticipated expiration: 2032-08-09

Abstract

本实用新型公开了一种钕铁硼镀三价黑铬及石墨烯封闭的镀层结构，包括钕铁硼基体、和在所述钕铁硼基体上从内到外依次制备的柠檬酸盐预镀镍层、焦磷酸盐镀铜层、酸铜镀层、光亮镍镀层、三价铬黑铬镀层、以及石墨烯封闭层。本实用新型公开的钕铁硼镀三价黑铬及石墨烯封闭的镀层结构，按照GB/T 10125–2012《人造气氛腐蚀试验盐雾试验》进行中性盐雾试验168h后镀件表面无锈蚀。本镀层结构具有良好的耐蚀性。

Description

一种钕铁硼镀三价黑铬及石墨烯封闭的镀层结构

技术领域

本实用新型属于金属表面处理技术领域，具体涉及一种钕铁硼镀三价黑铬及石墨烯封闭的镀层结构。

背景技术

钕铁硼稀土永磁材料具有非常优异的磁性能和高性价比，自20世纪80年代问世以来一直备受人们的青睐。近年来，我国已经成为全球钕铁硼永磁材料的生产和市场中心，该材料已在计算机、网络信息、航空航天、通讯、交通、家电、保健等高新技术领域得到广泛应用。在节能环保和低碳经济的时代背景下，新能源汽车、风能发电、节能家电、小型轻量化汽车、变频空调的发展，将使钕铁硼永磁材料的市场需求持续增长，同时也对钕铁硼永磁材料的耐腐蚀性能提出了更高要求。

过去按传统工艺在一些钕铁硼工件表面上制备铜镍铬组合镀层，所述镀铜层采用氰化镀铜工艺制备。在我国氰化物的使用已经受到了越来越严格的限制，因此，开发绿色环保型新工艺代替氰化镀铜已势在必行。现阶段业界用镀瓦特镍工艺在钢铁基体上制备预镀镍层，用于代替传统的氰化镀铜已经取得了良好的环境效益。

钕铁硼基体表面多孔隙，材料本身又具有较高的化学活性。采用酸性的镀瓦特镍工艺施镀时，镀液会浸入钕铁硼工件表面的孔隙中缓慢腐蚀基体，导致镀层起泡或形成点腐蚀。

发明内容

为了解决钕铁硼工件预镀瓦特镍存在耐蚀性较差的问题，本实用新型提供了一种钕铁硼镀三价黑铬及石墨烯封闭的镀层结构。为了达到上述目的本实用新型采用如下技术方案：

一种钕铁硼镀三价黑铬及石墨烯封闭的镀层结构，包括钕铁硼基体、和在所述钕铁硼基体上从内到外依次制备的柠檬酸盐预镀镍层、焦磷酸盐镀铜层、酸铜镀层、光亮镍镀层、三价铬黑铬镀层、以及石墨烯封闭层；

所述柠檬酸盐预镀镍层的厚度为1～7μm。

优选的，所述焦磷酸盐镀铜层的厚度为2～13μm。

优选的，所述酸铜镀层的厚度为6～14μm。

优选的，所述光亮镍镀层的厚度为4～11μm。

优选的，所述三价铬黑铬镀层的厚度为0.05～2μm。

优选的，所述石墨烯封闭层的厚度为1.0～2.3μm。

本实用新型采用中性柠檬酸盐镀镍工艺制备预镀镍层，镀液对钕铁硼基体腐蚀作用很小，不会破坏基体和镀层。柠檬酸盐镀镍溶液具有较高的深镀能力，采用柠檬酸盐镀镍工艺预镀镍还有利于钕铁硼基体的封孔。在预镀镍层上进行焦磷酸盐镀铜能够最终封闭钕铁硼工件表面的孔隙。焦磷酸盐镀铜后再镀光亮镍，光亮镍镀层为阳极性镀层，且两层镀层之间有较高的电位差，焦磷酸盐镀铜层能有效阻止腐蚀介质向基体方向的侵蚀。光亮镍镀层镀三价铬黑铬后再用石墨烯封闭剂封闭，能够显著提高镀层的耐蚀性。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型在钕铁硼镀三价黑铬及石墨烯封闭的镀层结构，能够有效克服现有技术在钕铁硼基体表面上预镀瓦特镍容易起泡和形成点腐蚀的技术缺陷；

2、本实用新型在钕铁硼基体表面上制备的三价铬黑铬镀层结构，采用柠檬酸盐镀镍工艺在钕铁硼基体上制备预镀镍层，提供了一种用能够有效代替氰化物预镀铜的技术方案；

3、本实用新型在钕铁硼基体表面上制备的三价铬黑铬镀层结构，其耐蚀性远远高于现有技术在钕铁硼基体上所制备镍铜镍镀层的耐蚀性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型的不当限定，在附图中：

图1是本实用新型实施例1和实施例2的镀层结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本实用新型，在此本实用新型的示意性实施例以及说明用来解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。

一种钕铁硼镀三价黑铬及石墨烯封闭的镀层结构，包括钕铁硼基体、和在所述钕铁硼基体上从内到外依次制备的柠檬酸盐镀镍层、焦磷酸盐镀铜层、酸铜镀层、光亮镍镀层、三价铬黑铬镀层、以及石墨烯封闭层。

按现行的前处理工艺对钕铁硼工件基体进行除油、除锈和活化处理，然后依次制备柠檬酸盐预镀镍层、焦磷酸盐镀铜层、酸铜镀层、光亮镍镀层、三价铬黑铬镀层、以及石墨烯封闭层。

所述柠檬酸盐预镀镍层的厚度为1～7μm，采用现行的柠檬酸盐镀镍工艺制备。

优选的，所述柠檬酸盐镀镍工艺为：六水合硫酸镍180～250g/L，氯化钠10～12g/L，硼酸30～35g/L，硫酸镁30～40g/L，pH值7.0～7.2，温度50℃～60℃，阴极电流密度1～1.5A/dm²，阴极移动4～6m/min。

所述焦磷酸盐镀铜层的厚度为2～13μm，采用现行的焦磷酸盐镀铜工艺制备。

所述酸铜镀层的厚度为6～14μm，采用现行的镀酸铜工艺制备。

所述光亮镍镀层的厚度为4～11μm，采用现行的镀光亮镍工艺制备。

所述三价铬黑铬镀层的厚度为0.05～0.2μm，采用现行的三价铬镀黑铬工艺制备。

优选的，所述三价铬镀黑铬工艺采用超邦化工开发的Trich-7677硫酸盐三价黑铬电镀工艺制备：Trich-7677 S起始剂8～12mL/L，Trich-7677 M开缸剂260～300mL/L，Trich-7677 CS导电盐260～300g/L，Trich-7677 C稳定剂3～4mL/L，Trich-7677 D调色剂1～4mL/L，其中三价铬的质量浓度为12～18g/L,硼酸的质量浓度为60～70g/L，pH范围3.3～3.7，操作温度25℃～40℃，阴极电流密度8～14A/dm²，阴极移动2～3m/min，或轻微空气搅拌，电镀时间1～5min。

所述石墨烯封闭层的厚度为1.0～2.3μm，采用石墨烯改性镀层封闭剂制备。

优选的，所述羟基石墨烯改性镀层封闭剂采用超邦化工开发的PRODICO 480羟基石墨烯改性封闭剂制备：PRODICO 480羟基石墨烯改性封闭剂的体积分数为 30%～40%，室温操作，浸渍时间5～20s，出槽后滴干，用高压空气吹去镀件上残留的封闭液，70℃～100℃烘干固化20～35min。

实施例1

如图1所示，一种钕铁硼镀三价黑铬及石墨烯封闭的镀层结构，包括钕铁硼基体1、和在所述钕铁硼基体1上从内到外依次制备的柠檬酸盐预镀镍层2、焦磷酸盐镀铜层3、酸铜镀层4、光亮镍镀层5、三价铬黑铬镀层6、以及石墨烯封闭层7。

所述柠檬酸盐预镀镍层2的厚度为3μm，采用现行的柠檬酸盐镀镍工艺制备：六水合硫酸镍220g/L，氯化钠12g/L，硼酸33g/L，硫酸镁38g/L，pH=7.1，温度53℃，阴极电流密度1.2A/dm²，阴极移动5m/min。

所述焦磷酸盐镀铜层3的厚度为8μm，采用现行的焦磷酸盐镀铜工艺制备。

所述酸铜镀层4的厚度为10μm，采用现行的镀酸铜工艺制备。

所述光亮镍镀层 5的厚度为6μm，采用现行的镀光亮镍工艺制备。

所述三价铬黑铬镀层6的厚度为0.12μm，采用超邦化工的Trich-7677硫酸盐三价黑铬电镀工艺制备：Trich-7677 S起始剂10mL/L，Trich-7677 M开缸剂280mL/L，Trich-7677 CS导电盐280g/L，Trich-7677 C稳定剂3mL/L，Trich-7677 D调色剂3mL/L，其中三价铬的质量浓度为15g/L,硼酸的质量浓度为65g/L，pH=3.4，操作温度35℃，阴极电流密度10A/dm²，阴极移动2m/min，电镀时间3min。

所述石墨烯封闭层7的厚度为1.5μm，采用超邦化工的PRODICO 480羟基石墨烯改性封闭剂制备：PRODICO 480羟基石墨烯改性封闭剂的体积分数为 35%，室温操作，浸渍时间10s，80℃烘干固化30min。

本实施例在具体操作上分为如下步骤：

1、前处理：对工件基体1进行“碱性化学除油→水洗→除锈→水洗→超声波除油→水洗→酸盐活化→水洗”的前处理工序。

2、预镀镍：工件前处理后按柠檬酸盐镀镍工艺制备预镀镍层2。

3、焦磷酸盐镀铜：工件预镀镍后按焦磷酸盐挂镀铜工艺制备焦磷酸盐镀铜层3。

4、镀酸铜：工件焦磷酸盐镀铜后按现行的镀酸铜工艺制备酸铜镀层4

5、镀光亮镍：工件镀酸铜后按现行的镀光亮镍工艺制备光亮镍镀层5。

6、镀三价铬黑铬：工件镀光亮镍后按Trich-7677硫酸盐三价黑铬电镀工艺制备三价铬黑铬镀层6。

7、石墨烯封闭：工件镀三价铬黑铬后进行“浸渍石墨烯封闭液→出槽滴干→用高压空气吹去镀件上残留的封闭液→烘干固化”制备石墨烯封闭层7

实施例2

如图1所示，一种钕铁硼镀三价黑铬及石墨烯封闭的镀层结构，包括烧结钕铁硼基体1、和在所述钕铁硼基体1上从内到外依次制备的柠檬酸盐预镀镍层2、焦磷酸盐镀铜层3、酸铜镀层4、光亮镍镀层5、三价铬黑铬镀层6、以及石墨烯封闭层7。

所述柠檬酸盐预镀镍层2的厚度为2μm，采用现行的柠檬酸盐镀镍工艺制备：六水合硫酸镍230g/L，氯化钠12g/L，硼酸35g/L，硫酸镁35g/L，pH=7.1，温度50℃，阴极电流密度1.2A/dm²，阴极移动5m/min。

所述焦磷酸盐镀铜层3的厚度为10μm，采用现行的焦磷酸盐镀铜工艺制备。

所述酸铜镀层4的厚度为8μm，采用现行的镀酸铜工艺制备。

所述光亮镍镀层 5的厚度为8μm，采用现行的镀光亮镍工艺制备。

所述三价铬黑铬镀层6的厚度为0.15μm，采用超邦化工的Trich-7677硫酸盐三价黑铬电镀工艺制备：Trich-7677 S起始剂10mL/L，Trich-7677 M开缸剂290mL/L，Trich-7677 CS导电盐290g/L，Trich-7677 C稳定剂3mL/L，Trich-7677 D调色剂3mL/L，其中三价铬的质量浓度为15.5g/L,硼酸的质量浓度为67g/L，pH范围3.4，操作温度40℃，阴极电流密度10A/dm²，阴极移动2m/min，电镀时间4min。

所述石墨烯封闭层7的厚度为1.5μm，采用超邦化工的PRODICO 480羟基石墨烯改性封闭剂制备：PRODICO 480羟基石墨烯改性封闭剂的体积分数为 35%，室温操作，浸渍时间10s，100℃烘干固化25min。

本实施例在具体操作上分为如下步骤：

3、焦磷酸盐镀铜：工件预镀镍后按焦磷酸盐镀铜工艺制备焦磷酸盐镀铜层3。

4、镀酸铜：工件焦磷酸盐镀铜后按现行的镀酸铜工艺制备酸铜镀层4。

7、石墨烯封闭：工件镀三价铬黑铬后进行“浸渍石墨烯封闭液→出槽滴干→用高压空气吹去镀件上残留的封闭液→烘干固化”制备石墨烯封闭层7。

实施例1和实施例2所制备的钕铁硼镀三价黑铬及石墨烯封闭的镀层结构，按照GB/T 10125–2012《人造气氛腐蚀试验盐雾试验》进行中性盐雾试验168h表面无锈蚀。本实用新型制备的镀层结构，进行中性盐雾不锈蚀的时间比GB/T 34491-2017《烧结烧结钕铁硼表面镀层》标准规定的镍铜镍组合镀层中性盐雾试验48h出现锈蚀的时间高3.5倍。

本试验例对实施例1和实施例2制备的样件进行镀层结合力测试，按照ISO 2819-2017标准以热震法测试镀层结合力，把镀件放在加热炉中加热至300℃保温30min，取出后放入室温的水中骤然冷却，镀层没有出现起泡和脱落。试验表明，本发明所制备的镀层结构具有良好的结合力。

以上对本实用新型实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本实用新型实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处。总之，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims

1.一种钕铁硼镀三价黑铬及石墨烯封闭的镀层结构，其特征在于：包括钕铁硼基体、和在所述钕铁硼基体上从内到外依次制备的柠檬酸盐预镀镍层、焦磷酸盐镀铜层、酸铜镀层、光亮镍镀层、三价铬黑铬镀层、以及石墨烯封闭层；

所述柠檬酸盐预镀镍层的厚度为1～7μm。

2.如权利要求1所述的钕铁硼镀三价黑铬及石墨烯封闭的镀层结构，其特征在于：所述焦磷酸盐镀铜层的厚度为2～13μm。

3.如权利要求1所述的钕铁硼镀三价黑铬及石墨烯封闭的镀层结构，其特征在于：所述酸铜镀层的厚度为6～14μm。

4.如权利要求1所述的钕铁硼镀三价黑铬及石墨烯封闭的镀层结构，其特征在于：所述光亮镍镀层的厚度为4～11μm。

5.如权利要求1所述的钕铁硼镀三价黑铬及石墨烯封闭的镀层结构，其特征在于：所述三价铬黑铬镀层的厚度为0.05～2μm。

6.如权利要求1所述的钕铁硼镀三价黑铬及石墨烯封闭的镀层结构，其特征在于：所述石墨烯封闭层的厚度为1.0～2.3μm。