[发明专利]高耐蚀的纳米复合镀层的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纳米复合镀层，尤其是涉及一种采用表面处理技术获得高耐蚀的纳米复合镀层的方法。

背景技术

随着镍价格的不断攀升，在保证镀层功能的前提下，降低电镀镍层的厚度可直接降低电镀生产成本，减少废水排放，达到节能减排的目的。

在现代电镀技术的发展中，复合电镀是最活跃的部分，自20世纪30年代研究成功，60年代投产以来，发展极为迅速，应用领域不断扩大。同时在装饰电镀方面，人们为了获得高耐蚀的镀层，美国安美特公司发明了多层电镀，从双镍一直到今天的三层镍、四层镍，以提高装饰镀层的防腐蚀性能，为了进一步提高其耐蚀功能，把复合电镀用作镍封，即用极薄的复合镀层形成微孔铬来提高其防护性能。纳米复合电镀的防锈结构的原理是：把非导电性微粒子进行电镀，然后在其上面进行镀铬时就会产生无数的细孔。在此镀膜上腐蚀电流会被无限的分散开来，从而使得腐蚀的速度更加平稳缓慢。

据http://info.pf.hc360.com/2005/09/15145638527.shtml报道，在2001年10月，由重庆阿波罗机电技术开发公司自主开发的纳米电镀浆料及纳米电镀的工艺体系，不但能节约原材料，降低成本，而且其关键在于赋予镀层意想不到的耐磨等优良性能，该公司的纳米电镀浆料为α-A12O3组成的体系。但该镀层存在应力大等缺点。

目前这些复合镀层存在应力大、镀层厚和耐蚀性较差等缺点，迄今为止，还没有见到镀层很薄而耐蚀性优异为一体的复合功能镀层面市，也未见相关的专利和研究论文报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可获得具有厚度薄、耐蚀性能非常优异的高耐蚀的纳米复合镀层的制备方法。

本发明的技术方案是将纳米镍磷合金粉为纳米电镀浆料添加在常规电镀的瓦特镍镀液中与金属离子共沉积形成纳米复合镀层，利用纳米粒子特有尺寸效应、表面效应、宏观隧道效应和量子尺寸效应等特性，获得具有厚度薄、性能优异的纳米复合电镀层。

本发明包括以下步骤：

1)将基材预处理；

2)在预处理后的基材上电镀非晶纳米复合镍层；

3)在纳米复合镍层上镀铬。

所述的基材为铜基材。铜基材的预处理可包括以下步骤：

1)化学除油；

2)第一次水洗；

3)酸活化；

4)第二次水洗。

化学除油的工艺配方最好为：

NaOH为10～20g/L，Na₃PO₄为20～30g/L，K₂CO₃为8～12g/L。

化学除油的温度最好为50～60℃，最好采用PP槽和超声波振荡器进行超声波化学除油，电流可选为2～8A，化学除油的时间最好为3～5min。

第一次水洗可采用纯水漂洗，漂洗的温度最好为20～50℃，漂洗的时间最好为1～2min。

酸活化的工艺配方最好为：过硫酸铵为2～3g/L，硫酸为20～30ml/L。酸活化的温度可为室温，酸活化的时间可为0.5～1min。

第二次水洗的工艺及工艺条件与第一次水洗相同。

在预处理后的基材上电镀非晶纳米复合镍层的镀液配方最好为：硫酸镍为270～310g/L，氯化镍为45～55g/L，硼酸为35～45g/L，纳米镍磷合金粉浆料为0.1～5g/L，光亮剂MP-311为2～5ml/L，光亮剂MP-333为5～15ml/L，光亮剂MP-366为0.5～1ml/L，pH为4～5，电流密度为3～6A/dm²，温度为50～60℃，时间为5～10min，搅拌缓慢均匀的空气搅拌或超声波搅拌。

光亮剂MP-311、光亮剂MP-333和光亮剂MP-366光亮剂为日本荏原公司生产的电镀添加剂，通过光亮剂的调整，可将镀液调整为半光或者全光镍镀液。

纳米镍磷合金粉浆料可采用以下方法制备。

将纳米镍磷合金粉放入容器中，用移液管移入表面活性剂，再加入水作为分散介质，超声波细胞粉脆分散1～2h。按质量比，纳米镍磷合金粉∶表面活性剂∶超纯水＝100∶(5～10)∶200。表面活性剂可选用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，氟碳表面活性剂FC-203，十二烷基硫酸钠(SDS)，CTAB，P-998等中的一种或者两种的组合。