[发明专利]一种镍铁合金及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于功能材料领域，具体涉及一种具有高磁性能的低膨胀镍铁合金及其制备方法。

背景技术

在电铸材料领域，电铸镍由于它的低应力、柔软性、延展性、光亮性等优良特性，逐渐得到印刷行业的青睐，同时电铸镍材料的硬度高，使用寿命长；有一定的边缘效应，可有效地控制锡膏不向四周流失。但由于电铸镍材料的磁性能不太高，在一些例如计算机的储存装置和电子记忆、记录装置上的应用具有一定的限制性。同时电铸镍材料的活性较差，在制作过程中如发生特殊的情况，比如断电，在重新电铸时，镀层会产生分层。同时在制作电铸镍材料过程中，由于电铸镀液稳定性较差，杂质对镀层的影响较大。同时随着镍的材料价格的上升，电铸镍的成本也随着增加。因此，急需一种性能类似或性能更好的材料来代替电铸镍材料，同时也解决电铸镍材料一些不足的问题，通常采用镍铁合金，但镍铁的成分比例是决定构成功能性材料优良性能的关键因素。

同时，传统的镍铁合金生产方法是采用火法来冶炼氧化镍矿，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-精炼法等其他制备方法，如冷塑性变形、溅射成膜、双辊急冷法等。然而上述制备方法存在着缺陷，如：难以形成具备高密度和低孔隙镍铁合金；在工艺操作中不容易控制材料的成分含量；生产率低，不易大量制备薄膜类材料；所需设备投资相对较高。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是提供一种较电铸镍性能类似或性能更好的材料及其制备方法，该材料具有控磁性能高，塑性、韧性高，材料表面光亮，板面均匀性在5%以内等特性，且其制备方法生产成本低，可控性强。

（二）技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种镍铁合金，所述镍铁合金的中铁含量为40～55%，所述镍铁合金还包括钴，其含量为≤3%。

作为上述技术方案的优选，所述镍铁合金的表面光亮度为一级光亮，所述板面均匀性≤5%。

作为上述技术方案的优选，所述方法包括：选择不锈钢芯模、水洗、活化、电铸、脱膜、剥离、镀层后处理操作。

作为上述技术方案的优选，所述电铸具体为，以硫酸盐体系作为电铸液，金属阳极为镍块，将其置于所述电铸液中，在阴极板电沉积形成镍铁合金；

所述电铸液的成分范围为：

硫酸镍                  180～200g/L

氯化镍                  30～50g/L

硼酸                    40～50g/L

硫酸亚铁                25～40g/L

七水硫酸钴              2.85~3.34g/L。

作为上述技术方案的优选，所述电铸液内还添加的成分有：

稳定剂                  0.5～1ml/L

润湿剂                  0.5～1ml/L

走位剂                  1～5ml/L。

作为上述技术方案的优选，所述电铸液：

pH                     3.4～3.8

温度                    40～45℃

电流密度值              1～3A/dm²。

作为上述技术方案的优选，所述电铸液内阴极与阳极之间还设置有与所述阴极板平行的阳极挡板，所述阳极挡板上设有可供电铸溶液通过的多个开孔，所述阳极挡板用于控制镍铁合金镀层的均匀性。

作为上述技术方案的优选，所述水洗操作具体包括除油、酸洗、喷砂及超声浸洗。

作为上述技术方案的优选，所述活化操作具体为：活化时间1~8min，酸当量1~2mol/L，温度30～40℃。

作为上述技术方案的优选，所述脱模操作具体为：脱膜时间5～8min，脱膜次数1～3次，脱膜温度50～60℃，碱当量1～2mol/L。

（三）有益效果

上述技术方案所提供的一种镍铁合金，所述镍铁合金的中铁含量为40～55%，镍含量为45～60%，所述镍铁合金还包括钴，其含量为≤3%。该材料具有控磁性能高，塑性、韧性高，材料表面光亮，板面均匀性在5%以内等特性；同时本发明还提供了一种制备该种镍铁合金的电铸方法，该电铸方法可以得到含铁量更高的镍铁合金掩模板，生产成本低，可控性强。

附图说明