[发明专利]纳米级金属粒子/金属复合镀层的形成装置及形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及材料表面处理技术领域，尤其涉及一种纳米级金属粒子/金属复合镀层的形成装置及形成方法。

背景技术

随着现代工业的发展，工件需在复杂、苛刻的条件下工作，由此对工件表面性能要求越来越高。作为一种行之有效的表面改性措施，表面镀层技术应运而生并获得了广泛应用。为提高工件表面的机械强度和耐磨性，常利用至少两种机械性能较好的材料来形成复合镀层，即将某些固体粒子加入到镀液中，通过电化学或化学沉积的方法使固体粒子与金属或合金共沉积，从而形成具有高机械强度和耐磨性的复合镀层。常规复合镀层技术多选用纳米级固体粒子，该固体粒子在镀液中的悬浮能力差，易产生团聚，导致最终制得的镀层中纳米级粒子含量低，对工件表面性能的改善效果并不十分理想。此外，该纳米级粒子需预先单独制备，再添加至镀液中以与镀液配合形成复合镀层，造成工艺烦杂。

因此，有必要提供一种纳米级金属粒子/金属复合镀层的形成装置及形成方法来提高工件表面的机械强度和耐磨性，并简化工艺。

发明内容

以下以实施例为例说明一种简单、快捷的纳米级金属粒子/金属复合镀层的形成装置及形成方法。

该纳米级金属粒子/金属复合镀层的形成装置包括承载装置、纳米级金属粒子形成装置和金属镀层形成装置。该承载装置具有用以承载导电待镀工件的承载面。该纳米级金属粒子形成装置包括第一喷液装置、第一导光体、Q开关脉冲激光器、第一电源供给器。该第一喷液装置具有第一容置腔，包括第一顶壁和第一导电底壁。该第一顶壁设有与第一容置腔相通的第一安装孔，该第一导电底壁设有与第一安装孔相对的第一喷嘴。该第一导光体一端固定于第一顶壁，且贯通该第一安装孔，另一端延伸至该容置腔内，并与第一喷嘴相对。该Q开关脉冲激光器设于第一喷液装置上方，透过该第一安装孔和第一喷嘴将脉冲激光入射至承载面内。该第一电源供给器的正极与该底壁相连，其负极用以与待镀工件相连。该金属镀层形成装置包括第二喷液装置、第二导光体、连续激光器、第二电源供给器。该第二喷液装置具有第二容置腔，包括第二顶壁和第二导电底壁。该第二顶壁设有与第二容置腔相通的第二安装孔。该第二导电底壁设有与第二安装孔相对的第二喷嘴。该第二导光体一端固定于第二顶壁，且贯通该第二安装孔，另一端延伸至该第二容置腔内，并与第一喷嘴相对。该连续激光器设于第二喷液装置上方，透过该第二安装孔和第二喷嘴将连续激光入射至承载面内。该第二电源供给器的正极与第二导电底壁相连，其负极用以与待镀工件相连。

一种纳米级金属粒子/金属复合镀层的形成方法，其包括：将导电工件与第一电源供给器的负极相连，开启Q开关脉冲激光器，利用第一喷液装置于工件的待镀面形成纳米级金属粒子镀层；将该导电工件与第二电源供给器的负极相连，开启连续激光器，利用第二喷液装置于工件的待镀面形成与纳米级金属粒子复合的金属镀层。

本技术方案提供的纳米级金属粒子/金属复合镀层的形成方法采用激光电化学原理将电化学反应控制在脉冲激光入射区域内，在浓度很低的电解液或在外加电压很低致使电化学反应不会进行情况下，利用激光局部入射加热的特性将欲加工区的温度提高至该入射区能发生电化学反应，并通过激光配合电解液喷流于待镀工件表面形成金属镀层或纳米级粒子，配合利用脉冲激光和连续激光得到含纳米级金属粒子的金属镀层。该形成方法无需预先单独形成纳米级粒子，简化了镀层工艺。

附图说明

图1是本技术方案一实施例提供的纳米级金属粒子/金属复合镀层的形成装置的剖示图。

图2是采用图1所示装置形成纳米级金属粒子/金属复合镀层的示意图。

图3是本技术方案一实施例制得的纳米级金属粒子/金属复合镀层的扫描电镜示意图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本技术方案提供的纳米级金属粒子/金属复合镀层的形成装置及形成方法进行详细说明。

本技术方案一实施例需于不锈钢基板上形成纳米级铜粒子/铁复合镀层来提高不锈钢基板的表面性能，该纳米级铜粒子/铁复合镀层的形成方法包括以下步骤：

第一步：提供纳米级金属粒子/金属复合镀层的形成装置100。