[发明专利]高含铁量的镍铁合金材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于元件制备技术领域，涉及一种高含铁量的镍铁合金材料；同时，本发明还涉及上述镍铁合金材料的制备方法。

背景技术

在高精度制造领域，具有高磁性的大平面金属掩模板的需求量越来越大，其中就包括因瓦合金，随着OLED、触摸屏等高科技产品的研发，因瓦合金（是一种镍铁合金）更是优先的选择。

绝大多数的金属和合金都是在受热时体积膨胀，冷却时体积收缩，但因瓦合金由于它的铁磁性，在一定的温度范围内，具有因瓦效应的反常热膨胀，其膨胀系数极低，有时甚至为零或负值。 因此对于精度要求很高的蒸镀用掩模板，因瓦合金是不二选择，但由于因瓦合金的物理特性，如硬度、电阻和热膨胀系数与因瓦合金的成分密切相关，因此控制好电沉积层成分是制备高品质因瓦合金材料的关键。

但因瓦合金都是采用熔炼的方法获得的，耗能高，技术要求高，因而价格也是相当高，严重限制了因瓦合金的发展前景。 

同时，传统的镍铁合金生产方法是采用火法冶炼氧化镍矿，针对不同的还原工艺分为：高炉还原和竖炉还原-电炉熔炼-精炼法，直接电炉熔炼-精炼法；还有其他很多种制备方法，如冷塑性变形、溅射成膜、双辊急冷法等。然而与上述制备技术相比，电铸法具有以下优点：电沉积层有独特的高密度和低孔隙；工艺上还可以通过对参数、溶液成分等条件进行改变，来控制材料的组成成分；有较高的生产率和很好的经济性，容易大量制备薄膜材料；所需设备投资相对较低。因此电铸法是制备薄镍铁合金材料最有前途的一种方法。

目前，所公开的电铸镍铁合金的电沉积工艺还有很多不足之处，如金属离子浓度偏大，生产成本较高，电解液性能不够稳定，抗氧化性能较低，电沉积层硬度高、韧性差。

有鉴于此，实有必要设计一种相对因瓦合金来说，可减少镍的使用量、节省成本、减轻三废治理负担的镍铁合金材料。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种高含铁量的镍铁合金材料，可以减少镍的使用量，节省成本，减轻三废治理负担。

本发明的另一目的在于提出上述镍铁合金材料的制备方法，可以制得高硬度，高磁性的均匀合金材料；同时可以减少镍的使用量，节省成本，减轻三废治理负担。

根据本发明实施例的一种高含铁量的镍铁合金材料，包括镍Ni元素、铁Fe元素两种元素；各元素的质量百分比为：Ni：38%～44%，Fe：56%～62%。

本发明的一种实施方式中，所述镍铁合金材料的厚度为30～70μm范围内；所述镍铁合金材料表面的均匀性COV小于5%；所述镍铁合金镀层表面光亮度为一级光亮。

根据本发明实施例的一种上述的镍铁合金材料的制备方法，以硫酸盐体系作为电铸液，金属阴阳极置于电铸液中，并在阴极沉积镍铁合金；所述电铸液具体包括：180～200g/L的硫酸镍、30～50g/L的氯化镍、40～50 g/L的硼酸、14～17g/L的硫酸亚铁。

在本发明的较佳实施例中，所述金属阴阳极的阴极板为420、430、304不锈钢板中的一种不锈钢板；所述金属阴阳极的阳极采用阳极镍块。

在本发明的较佳实施例中，所述制备方法包括如下步骤：水洗步骤；活化步骤；水洗步骤；电铸步骤；回收水洗步骤；水洗步骤；脱膜步骤；水洗步骤；烘干步骤。

优选地，所述电铸液包括如下添加剂：0.5～1ml/L的稳定剂、0.5～1ml/L的润湿剂、1～5ml/L的走位剂。所述制备方法的具体电铸工艺参数如下：pH值为3.4-3.8；温度为40-45℃；阴极电流密度值为1-3A/dm2；镀速为9-12μm/h。

优选地，所述制备方法设有控制镀层均匀性的阳极挡板。

在本发明的较佳实施例中，控制好电铸参数使得到的铁含量在56%～62%范围，镍铁合金材料的热膨胀系数为1.5×10-6℃～1.8 10-6℃，磁性能高，抗拉强度在480～500Mpa，维氏硬度在120～160，板面光亮度为一级，板面均匀性在5%以内，生产成本低。

本发明高含铁量的镍铁合金材料表面具有较好的光亮饱满度，节约成本。在具有类似因瓦合金的物理性能的同时，相对因瓦合金来说，工艺简单，大大降低成本，节省能源。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：