电刷镀快速镍厚镀层的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103255451A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103255451103255451A(43)申请公布日2013.08.21(21)申请号201310113504.X(22)申请日2013.04.03(71)申请人河南理工大学地址454000河南省焦作市高新区世纪大道2001号(72)发明人袁庆龙张宝庆范广新李平杜鑫磊(74)专利代理机构郑州红元帅专利代理事务所(普通合伙)41117代理人杨妙琴(51)Int.Cl.C25D3/56(2006.01)C25D5/06(2006.01)权利要求书1页权利要求书1页说明书3页说明书3页(54)发明名称电刷镀快速镍厚镀层的制备方法(57)摘要本发明提供一种电刷镀快速镍厚镀层的制备方法，首先按重量比称取纯镍和纯铜，在真空电弧炉里加热熔炼成Ni-Cu合金，按仿型原则制成不同形状；其次，按照电刷镀快速镍工艺流程：电净→活化→镀特殊镍或碱铜打底层→镀快速镍工作层施镀；其中电净-活化-镀特殊镍或碱铜打底层使用不溶性石墨阳极，快速镍镀层镀覆采用这种可溶性Ni-Cu合金阳极。本发明在快速镍镀层中溶入了微（少）量塑性良好的Cu，有效缓解了单一Ni镀层形成的拉应力，使快速镍镀层可一次性镀厚至0.30毫米以上。同时微（少）量的Cu对快速镍镀层原有的硬度和耐磨性影响甚微；可溶性Ni-Cu合金阳极的溶解还可补充镀液中Ni的消耗，使镀覆速率得到提升。CN103255451ACN103254ACN103255451A权利要求书1/1页1.一种电刷镀快速镍厚镀层的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：第一步、称取纯镍和纯铜，纯镍、纯铜以重量百分比计为：Ni85-98%、Cu2-15%；第二步、纯镍和纯铜置于真空电弧炉里加热熔炼，为保证Ni-Cu合金成分均匀，反复熔炼3-4遍；第三步、根据镀覆工件对阳极形状进行仿型设计，即将Ni-Cu合金溶液浇注成不同形状或圆柱形或月牙形或平板型或方条型；第四步、按照电刷镀快速镍工艺流程：水砂纸打磨→抛光→无水乙醇清洗→电净→活化→镀特殊镍或碱铜打底层→镀快速镍工作层施镀，每道工序之间用自来水冲洗；其中电净-活化-镀特殊镍或碱铜打底层依然使用不溶性石墨阳极，快速镍镀层镀覆采用Ni-Cu合金阳极。2.根据权利要求1所述的电刷镀快速镍厚镀层的制备方法，其特征在于：所述的步骤（1）纯镍、纯铜是指，进行熔炼使用的纯镍含镍量≥99.9%，纯铜含铜量≥99.9%。3.根据权利要求1所述的电刷镀快速镍厚镀层的制备方法，其特征在于：所述的步骤（2）真空电弧炉是在真空度达到100-10-1Pa条件下电弧炉内冶炼。4.根据权利要求1所述的电刷镀快速镍厚镀层的制备方法，其特征在于：所述的步骤（4）的工艺流程，电净-活化-镀特殊镍或碱铜打底层依然使用不溶性石墨阳极是指，若使用可溶性阳极，电净时由于正接，Ni-Cu合金阳极溶解可能会导致电净液污染或在工件表面发生沉积现象；活化时由于反接，工件表面氧化膜溶解后会沉积在Ni-Cu合金阳极表面而影响阳极的组成；镀特殊镍或碱铜打底层时由于正接，Ni-Cu合金阳极溶解会参与沉积，而影响特殊镍或碱铜打底层与基材优异的结合性能，快速镍镀层镀覆采用Ni-Cu合金阳极。2CN103255451A说明书1/3页电刷镀快速镍厚镀层的制备方法[0001]技术领域:本发明属于金属材料表面涂层技术领域，具体涉及一种电刷镀快速镍厚镀层的制备方法。[0002]背景技术:快速镍镀液是电刷镀工艺中应用最广泛的镀液，其特点是沉积速度快，采用不溶性高精细石墨阳极在高规范条件下每小时可沉积厚度0.40-0.50毫米，在铁、铝、铜和不锈钢上均有较好的结合力，且具有良好的耐磨性，主要用来恢复零件尺寸以及作为耐磨层使用。但是，快速镍镀层的致命缺点是当厚度超过一定值时，由于内应力过大，镀层会出现明显的裂纹。X射线衍射仪对快速镍镀层内应力的测定结果表明，当镀层厚度小于0.015毫米时，镀层受压应力作用；镀层厚度在0.05-0.20毫米之间时，随镀层厚度增加，拉应力逐渐增大；大于0.20毫米后，镀层出现明显的裂纹，且随镀层厚度进一步增大，裂纹率以及裂纹宽度迅速增加，特别是在平面上镀覆时易于引发镀层起皮剥落，严重制约了快速镍镀层在修复超差尺寸较大零件上的应用。[0003]为了解决这一问题，即实现电刷镀镀覆快速镍厚镀层，人们试图通过预先提升镀液的温度以改变镀层内应力的性质，但发现随着镀覆的进行，镀液温升过快而引起镀液蒸发严重，且镀层粗糙，虚镀现象非常显著；此外有采用在镀层厚度达临界尺寸前进行“夹心层”镀覆，即镀覆一层很薄的压应力性质的其他镀层，但由于镀层中出现拉应力与压应力之间的突变，层间应力差较大，对于缓解镀层应力作用有限。查新检