电镀金刚砂工艺毕业设计 - 图文

1.3.5 其他特殊功能的复合镀层

这方面的应用也很多，如抗电蚀功能的金基或银基复合镀层。我们知道，金银都是良好的导电材料，常用作电接触元件的表面镀层。但是纯金、纯银镀层耐磨、耐电蚀性差，而且易粘连。现在研制出的Au-WC、Au—Sic、Ag—WC、Ag一石墨、Ag-La2O3、Ag—MoS2等许多复合镀层不仅具有良好的导电性、较低的接触电阻，而且硬度适中，耐磨、减摩性能好，抗电蚀能力强。因此可以用很薄的复合镀层来代替整体的纯银材料而广泛用于低压电器和家用电器产品上。天津大学研制的Ag-La208复台镀层于1983年开始用于生产中，到目前为止，14家工厂生产的产品已广泛用于各类家用电器产品上，节银效果达50,--'90％，经济效益累积已远远超过一千万元(因为它是用薄层60-100 mm的Ag-La208复合镀层来代替整体纯银触头，其抗电蚀优于纯Ag)。天津大学还应用复合电沉积技术制备了具有良好可焊性功能的锡基复合材料。这种复合镀层外观光亮、稳定、可焊性好，因此可以广泛用于电子工业中电子元器件的引线、焊片上。此技术已在生产中得到应用。除此之外，天津大学还研究了Ni-ZrO2、Ni-MoS2等具有电催化功能的复合镀层。它们在有机电合成的研究和开发中有着重要的作用。电沉积的Ni-TiO2复合镀层，具有光电转换功能，因此在光电池，电解水制氢工业中都有重要的应用价值。

2.复合电镀镍-金刚石的工艺评述

2.1 复合电镀镍-金刚石的工艺流程

镀液配置→镀前处理→电镀→镀后处理→热处理→性能测试 2.1.1 各种镀液配方特点 氨基磺酸盐体系镀液组成[4]

镀液组分 浓度g/L 氨基磺酸镍 300 氯化镍 5 络合剂 75 硼酸 35 金刚石微粉 0-60 润湿剂 0.2 糖精 1 1,4-丁炔二醇 0.4 分散剂 0-4.8

电镀液是用分析纯试剂和去离子水配制,用氨水和氨基磺酸调节电镀液的pH值。在电镀前,镀液至少陈化24小时。 电镀液的配制方法如下:

1) 去三分之一体积的去离子水加热到所需温度,加入Ni(S03NH2)2·4H20,搅拌至溶解;

2) 将络合剂、硼酸、氯化镍、润湿剂、糖精、1, 4-丁炔二醇分别在适量去离子水中溶解,然后依次加入到上述溶液中,并不断搅拌;

3) 将计量的金刚石微粉加入适量去离子水中,搅拌,然后加入适量的分散剂,超声5min后,加入到前面配制的电镀液中,再超声lOmin,去离子水调整镀液至规定体积。

复合电镀镍-铁-金刚石镀液组成[5]

镀液成分 浓度 NiSO4·7H2O 200g/l

NiCl2·6H2O 60g/l FeSO4·7H2O 30g/l Na3C6H6O7·2H2O 30g/l H3BO3 40g/l C6H4COSO2NH 3g/l 791光亮剂 3ml/l C12H25SO4Na 0.2g/l

该镀液沉积速度快，得到的镀层韧性好，镀层质量分数为70％，镀层和基体的结合力好。

复合电镀镍-钴-金刚石镀液组成[6]

镀液成分 浓度 NiSO4·7H2O 220g/l NiCl2·6H2O 30g/l CoSO4·7H2O 30g/l H3BO3 40g/l NaCl 15g/l 金刚石微粉 3g/l

该镀层的拉伸强度高，镀液对拉伸强度的影响与镀液中钴的含量有关。 2.1.2 工艺参数

工艺参数 数值 电流密度 6-10A·dm-2

共沉积时间 5-40min

搅拌速率 0-200rpm 温度 30-65℃ PH 3.0-5.5 溶液超声频率 40-100KHz 2.1.3 镀前处理 基体的镀前处理：

机械打磨→抛光→化学除油→弱酸活化→电镀 金刚石粉的预处理：

丙酮浸泡→去离子水洗→稀硝酸浸泡→去离子水洗→稀氢氧化钠浸泡→去离子水冲洗至PH值约为7→浸泡在镀液中待用 2.1.4 电镀过程[7]

电镀中用WYJ-3B型晶体管直流双路稳压电源提供电压,串接100mA直流电表监控阴极电流密度.WSZ-133-65型电热恒温水浴箱控制调节温度.电动搅拌机搅拌,转速为300 r/m in,时间为10 s,间隔2～3m in.镀槽采用1000m l烧杯,阴阳极竖直相对挂置,距离为90mm,阴极镀件为 5mm的45号钢.

金刚石微粒用HCl加热溶解去杂质,用蒸馏水冲洗到中性并烘干,按10 g /L放入带微孔的容器中浸入镀液,搅拌1 h使其充分润湿.镀件的镀前处理程序是:机械法去除机体表面氧化物→用120工业溶剂汽油清洗基体→将基体进行化学除油, (配方:Na2CO3 55 g /L,Na2SO3 6 g /L, NaOH 8 g /L,H2O 500mL)将基体加热煮沸40m in→热水清洗→冷水清洗→将基体放入盐酸中酸洗45 s,再用冷水清洗3～5m in→将基体非电镀部分绝缘处理→在40%的硫酸溶液中阳极处理(基体接正级,石墨棒接负极通电10 s)

根据待电镀基体的表面积,计算所需的电流密度为0. 5A /dm2,将镍板接阳极,基体接阴极,迅速通电进行空镀.待镀层达到10～15μm(约40m in)再将镀镍的基体置于金刚石微粒中,继续进行电镀.电镀每小时检查一次,一般需要3 h,当镀层达到15μm厚度时,即金刚石微粒已有75%埋入镍层中,电镀结束.取出镀件用水冲洗干净烘干。 2.1.5 性能测定 1) 结合力测定

镀件经400℃保温1 h,水冷处理后,观察镀层是否碎裂,然后用冲击法作破坏性实验,观察金刚石微粒是否脱落。 2) 金刚石微粒含量测定

用称量法测定金刚石微粒含量.镀前在1/10000 g天平上称出经冲洗烘干后基体镀件的重量,镀后再称出镀件的重量,得到镀层和金刚石微粒的重量.用1∶4