[发明专利]电沉积Cu-Mo-Ni/Co合金镀层的方法

说明书

技术领域

本发明涉及环保技术领域，尤其是一种电沉积Cu-Mo-Ni/Co合金镀层的方法。 

背景技术

Mo具有高的熔点、高的密度、低的膨胀系数和高的强度，Cu具有很好的导热、导电性。Mo与Cu互不相溶的特性使它们在复合后呈现出元素物理特性的特定组合。Cu-Mo材料兼具Cu和Mo的优点，如高的高温强度、高的导电导热性、好的抗电蚀性、较高的硬度、低的热膨胀系数等。而且，可以通过其组成比例的改变，控制和调整它各个相应的机械和物理的性能。因此常被用做电触头材料、封装材料和散热器材料。钼熔点相对铜高，其合金制备方法主要为粉末冶金以及其衍生工艺。目前，熔渗法是传统制备Cu-Mo材料中应用最为广泛的一种方法。不过，W骨架很难做到孔隙全部连通及大小一致，且熔渗后的产品铜相分布的均匀性差，从而影响材料性能。此外，熔渗后Cu-Mo材料还需机加工去除平整表皮，增加后序成本，成品率较低，不利于形状非常复杂零部件的发展。液相烧结存在烧结温度高，烧结时间长、铜大量挥发，由于Mo在Cu中的溶解度很低，烧结性能较差、烧结密度较低等缺点，不能满足使用要求。混粉烧结法应用很早，但制得的Cu-Mo材料内部孔隙较多，难以获得高致密度，材料的导热性及其它性能也较差。机械合金化技术可加速致密化过程，提高致密度，但球磨介质杂质的引入会严重影响Cu-Mo材料的导热和导电性能。终上所述，以上方法制备Cu-Mo复合材料质量常受致密化、第二相均匀弥散、物相间浸润性、基体氧化、晶粒大小、引入杂质、工序复杂等关键控制技术问题困扰，不能最大限度发挥Cu-Mo材料的应用潜力。电镀具有低温操作，无界面反应，成本低，便于控制成分和性能的特点，为制备节能环保经济型Cu-Mo多元合金功能镀层提供了一条可行的途径。

Ni、Co可以改善Cu-Mo材料烧结质量，期待达到力学性能与电学性能匹配。Ni-Mo合金具有硬度、耐蚀性、耐磨性、抗高温氧化性高的优点， Cu-Ni固溶体合金强度高，耐蚀性好，电阻温升系数小等特点。Cu、Co互溶性较差，在Cu中加入Co，可以大大提高强度的同时，能保持导电性能、耐蚀性、耐高温性等在较高水平上。制备Cu-Mo-Ni/Co合金电接触材料的工艺成为关键。通过热力学分析，在相对应的离子水溶中，Cu-Mo假合金无法从水溶液中直接电镀析出，而电镀Cu-Mo-Ni/Co合金是有可能的。目前，电镀Cu-Mo-Ni/Co合金还没专利申请和授权，也没有相应的公开文献报道。 

发明内容

本发明的目的是：提供一种电沉积Cu-Mo-Ni/Co合金镀层的方法，它无毒、环保，并且成本低、能耗低，低温操作方便，在易于控制的情况下，能该获取较高表面硬度，耐蚀性，耐磨性，导电、热性以及抗高温氧化的镀层，以克服现有技术的不足。

本发明是这样实现的：电沉积Cu-Mo-Ni/Co合金镀层的方法，将待镀基体打磨后，进行除油、水洗、酸洗、水洗后，采用特制的电镀液进行施镀，施镀后的基体水洗后，再进行镀后处理；所述的特制的电镀液中，硫酸铜的浓度为5~50 g/L，硫酸镍或硫酸钴的浓度为60~150g/L，钼酸钠的浓度为50~180 g/L，络合剂的浓度为100~300g/L，缓冲剂的浓度为5~40g/L，光亮剂的浓度为0.2~3g/L，润湿剂的浓度为0.1~1g/L，添加剂的浓度为0.1~1 g/L，其中络合剂与金属离子的摩尔分数比为1~1.3：1；施镀条件是，PH值为4~11，用稀硫酸或氢氧化钠调节；温度为25~80℃，电流密度为1~20 A/dm²，时间为0.5~3h，机械搅拌。

所述的特制的电镀液中，硫酸铜的浓度为10~40 g/L，硫酸镍或硫酸钴的浓度为80~120g/L，钼酸钠的浓度为60~150 g/L，络合剂的浓度为150~250g/L，缓冲剂的浓度为10~30g/L，光亮剂的浓度为0.5~1.5g/L，润湿剂的浓度为0.1~0.5g/L，添加剂的浓度为0.1~0.4 g/L，其中络合剂与金属离子的摩尔分数比为1.1：1。

所述的施镀条件为PH值为5~9，用稀硫酸或氢氧化钠调节，温度为45~75℃，电流密度为2~6 A/dm²，时间为1~2h，机械搅拌。

所述络合剂为焦磷酸盐、焦磷酸、柠檬酸盐、柠檬酸、酒石酸钾钠、乙二胺、氟硼酸或氟硼酸盐中的一种或几种任意比例的混合物。

所述缓冲剂为硼酸、硼酸盐、铵盐或醋酸盐中的一种或几种任意比例的混合物。

所述光亮剂为丁炔二醇、聚乙二醇、明胶、糖精、糖精钠、葡萄糖、香豆素或硫脲的一种或几种任意比例混合物。