[发明专利]一种利用无氯化物镀液制备高塑性电铸镍的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备高塑性电铸镍的方法，尤其涉及一种利用无氯化物镀液制备高塑性电铸镍的方法。

背景技术

电铸是一种利用电解原理使金属在阴极表面沉积从而得到金属制品的加工工艺，它具有精度高、微观组织可控、成本低等优点，近年来电铸法已成为制造镍及镍合金器件的重要方法^[1]。目前，电铸镍器件已经在电子、汽车、兵器制造等领域得到了广泛的应用。随着电铸镍技术的日益普及，人们对电铸镍器件的综合力学性能，特别是塑性提出了较高的要求。

在电铸镍器件的制备过程中，电铸液中的添加剂和氯化物是影响电铸镍塑性的重要因素。在通常的电铸镍工艺中，往往需要使用一些含硫的有机物作为添加剂（如糖精等），含硫添加剂可以细化晶粒并减小镀层中的应力^[2]，但也会带来硫化物夹杂从而增加电铸镍的脆性^[3]，这对塑性是不利的。当使用电解镍作为阳极材料时，电铸液中的氯化物可以促进阳极的溶解，但同时也会增加电铸镍中的内应力^[4]，这对塑性同样也是不利的。所以从理论上讲，采用无含硫添加剂、无氯化物电铸液制备的电铸镍能够获得良好的塑性；利用无含硫添加剂、无氯化物电铸液制备高塑性电铸镍，是值得探索的一条技术途径。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种制备工艺简单，塑性良好的电铸镍，同时满足电铸液成分稳定、脱模操作简便等要求的利用无氯化物镀液制备高塑性电铸镍的方法。

本发明的技术方案是： 一种利用无氯化物镀液制备高塑性电铸镍的方法，具体步骤如下：

步骤1.电铸前技术处理：

1.1首先配制电铸液，将一定量的氨基磺酸镍加入去离子水中，在温度为45-60℃下，以20r/min转速搅拌均匀，得到氨基磺酸镍溶液，将一定量的硼酸加入离子水冲洗搅拌加热至沸腾，待硼酸溶解后，缓慢倒入配好的氨基磺酸镍溶液中，加入一定量的低泡润湿剂WT-400，得到电铸液，备用；

1.2分别清洗阳极材料表面的杂质；清洗阴极材料表面的杂质和氧化物；

步骤2.电铸工艺：

将经步骤1.2处理后的阳极材料放入钛篮中并与电源的正极连接，再将钛篮包裹在两层阳极袋中，以防止电铸过程中的阳极泥污染电铸液，再将步骤1.2处理后阴极材料与电源的负极连接，然后一起放入步骤1.1配置的电铸液中, 控制电铸液pH值至3.5~5.5，以15-25r/min速率搅拌电铸液，温度45-60摄氏度，调节电流密度2-8A/dm²，电铸时间为16-32h；

步骤3.电铸后的阴极脱模：将电铸镍沉积层与阴极分离，即得到高塑性电铸镍板材。

    进一步，在所述步骤1.1中，所述电铸液的物料组成如下：氨基磺酸镍(Ni(SO₃NH₂)₂·4H₂O) 400-500g/L，硼酸(H₃BO₃) 30-45g/L，WT-400低泡润湿剂1~2ml/L。

进一步，所述步骤1.2中，所述的阳极材料为含硫镍饼，其中，含镍的质量分数为99.96-99.985%，含硫的质量分数为0.015-0.04%；所述阳极材料的电铸前处理是通过毛刷清洗、去污粉清洗和去离子水清洗，除去含硫镍饼表面的杂质。

进一步，所述步骤1.2中，所述的阴极材料为304不锈钢板；所述阴极材料的电铸前处理是通过砂纸磨光、去污粉清洗和去离子水清洗，除去304不锈钢板表面的杂质和氧化物。

进一步，所述步骤（3）中，利用砂轮机打磨阴极侧面，待电铸镍与阴极之间出现缝隙后，再使用机械方法将电铸镍剥下，经去离子水清洗并干燥。

本发明有益效果是：本发明提供的利用无氯化物镀液制备高塑性电铸镍的方法，其突出优点在于：可以制备出塑性良好的电铸镍，电铸液组成简单、电铸液成分稳定，得到的电铸镍具有良好的综合力学性能，抗拉强度达到460MPa，延伸率达到20%，后续脱模操作简便。另外该方法使用含硫镍饼作为阳极，阳极补充及时方便且生成的阳极泥较少，不会污染电铸液。由于电铸液中没有任何含硫添加剂以及氯化物，制备的电铸镍片中内应力较小，同时几乎不含硫元素，在后续的热处理及加工使用过程中，晶界处不会析出硫化物夹杂，因此也不会产生由于硫化物夹杂带来的脆性，相比其他传统制备方法塑性可以获得较大程度的提升。

附图说明

图1 拉伸试样切割示意图。