[发明专利]在铝铜复合材料构件上电镀镍的工艺方法

说明书

 

技术领域

本发明是关于在铝铜复合材料构件表面电镀镍的工艺方法，通过该方法处理后，在铝铜复合材料表面沉积上一层均匀的镀镍层，通过镀镍、镀银后使铝铜复合材料具有优良的焊接性能。

背景技术

具有高散热性能的铝铜复合材料，是主要用于电力、传热工程材料领域中替代铝、铜单质材料，把低密度、易成型、价格低的铝与铜的高导热率和强度等优点结合起来，适应高科技产品的需求，促进科技事业的发展，制造高档散热器产品新型复合材料，这种复合材料及应用它制造的高档散热器产品，已在市场中获得了广泛、大量的应用。在现有技术中，它是用热压力加工方法、热轧复合、摩擦焊、钎焊、扩散焊、爆炸焊接等不同的工艺方法将铝基和铜基金属热熔压合在一起的一种双金属复合材料。由于铝铜的焊接性较差，为了对铝铜复合材料构件进行装配焊接，通常需对铝铜复合材料进行电镀镍、电镀银，使其具有良好的焊接性能。铝铜复合材料包括铝层基体部分、铜层基体部分、及一种Cu-Al类金属化合物层的铝铜复合部位。由于这种特殊的成分使得铝铜复合材料本身存在铝层基体和铜层基体膨胀系数的差异和铝的双金属性，因此铝铜复合材料电镀镍时镀层的结合力和铝层基体、铝铜复合部位的腐蚀问题尤为突出，目前无针对此铝铜复合材料的电镀镍工艺。

传统的电镀镍工艺，通常是在铜及铜合金基体材料上，通过电化学除油、弱腐蚀、出光后直接采用硫酸盐型和氯化物型镀镍溶液电镀镍，且硫酸盐型和氯化物型镀镍溶液的PH值一般控制在3～6的范围，对铝铜复合材料的铝层基体部位腐蚀性较大，容易造成铝铜复合材料铝层基体的腐蚀，并且在铝铜复合部位难以沉积上完整的金属镍层。由于膨胀系数的差异使得铝铜复合材料铝层基体上沉积的镀镍层与铝层基体结合力差，容易起皮、脱落。

传统的电镀镍工艺，一般是在铝及铝合金基体材料上通过碱腐蚀、出光、浸锌前处理，采用化学镀镍打底后，再在硫酸盐型镀镍溶液或氯化镍型镀镍溶液中电镀镍；或经上述前处理后采用氰化镀铜打底，再在硫酸盐型镀镍溶液或氯化镍型镀镍溶液中电镀镍。该传统工艺对铝铜复合材料进行处理时，对铝铜复合材料铜层基体、及铝铜复合部位前处理不够彻底，易造成镀镍层与铝铜复合材料铜层基体、铝铜复合部位结合力不足，尤其是铝铜复合材料电镀镍时，铝层基体及铝铜复合部位如：棱边、孔壁易腐蚀及镀镍层与铝铜复合材料基体结合力差的情况表现尤为突出；且电镀镍溶液PH值控制在3～6的范围，在铝铜复合材料铜层基体、铝铜复合部位浸锌层存在缺陷的情况下，在后续的电镀镍过程中由于槽液呈酸性易导致铝铜复合材料铝层基体及铝铜复合部位的腐蚀，造成铝基复合材料构件的报废。

发明内容

本发明的任务是提供一种镀镍溶液成分稳定，分散能力好，PH值接近中性，对铝铜复合材料铝基的腐蚀小，能有效避免铝铜复合材料在电镀镍过程中的腐蚀，具有良好结合力，覆盖完整，镀层结晶致密，能在铝铜复合材料表面电镀镍的工艺方法。

为了达到上述目的，本发明提供的一种在铝铜复合材料构件上电镀镍的工艺方法，其特征在于，该工艺方法由以下步骤组成：

a）碱腐蚀：将铝铜复合材料构件浸入氢氧化钠碱性溶液中，通过化学除油的方法去除铝铜复合材料表面的油污；

b）出光：通过一次出光和二次出光工艺将铝铜复合材料构件浸入硝酸、氢氟酸溶液和硫酸、铬酐溶液，去除铝铜复合材料表面氧化皮；

c）二次浸锌：通过一次浸锌、退锌、二次浸锌工艺：将铝铜复合材料构件在氢氧化钠、氧化锌、酒石酸盐、三氯化铁和硝酸钠混合溶液中均匀的浸覆上一层锌；

d）镀镍：将二次浸锌后的铝铜复合材料构件作为阴极，在硫酸镍、柠檬酸盐、氯化钠和硼酸溶液混合溶液中，通以阴极电流，使其表面沉积上一层均匀的镍层。 

本发明相比于现有技术具有如下有益效果：

本发明提供的铝铜复合材料构件电镀镍工艺，根据铝铜复合材料的特点，在铝铜复合材料前处理过程中采用碱腐蚀、二次出光、二次浸锌特殊的前处理方法有效的解决了铝铜复合材料膨胀系数差异及材料成分不同对镀层结合力的影响。将铝铜复合材料经以上前处理后直接电镀镍，不需进行化学镀镍打底或氰化镀铜打底，操作过程简单；采用的柠檬酸盐型电镀镍溶液，溶液成分稳定，分散能力好，PH值范围广并接近中性，对铝铜复合材料铝基的腐蚀小，有效的避免了铝铜复合材料在电镀镍过程中的腐蚀。