[发明专利]一种在金属基底材料表面电沉积铁镍钴合金的方法

说明书

本发明涉及一种在金属基底材料表面电沉积铁镍钴合金的方法，属于电镀技术领域，具体涉及一种金属基基底材料表面电沉积铁镍钴合金的工艺方法。包括电镀前材料的表面处理，电镀装置的安装，电镀液的配方和比例，电镀过程的条件和参数设置以及清洗等。本工艺利用电化学沉积法在金属基基材表面制备的铁镍钴合金与基底材料粘接牢固，镀层(铁镍钴)与基底材料(钛合金表面)内应力小，该工艺制备的铁镍钴合金方法可行，便于生产制造。

技术领域

本发明涉及一种在金属基底材料表面电沉积铁镍钴合金的方法，属于电镀技术领域，具体涉及一种金属基基底材料表面电沉积铁镍钴合金的工艺方法。

背景技术

铁镍钴合金由于具有特殊的热膨胀性能，良好的浸润性，优异的加工性能和焊接性能，在半导体工业，真空封装及航天航天领域有着广泛的应用。电沉积就是用电解的方法在基体表面上沉积一薄层金属或合金的过程，沉积的这层金属或合金称为电镀层，镀层的纯度和电气性能是重要的质量控制指标。如在电镀前需对金属表面进行清洁，否则表面会形成致密的氧化膜，使被镀合金基底表面钝化，电镀过程中导致金属镀层与钛及合金基底材料的附着力弱；电镀过程如果参数设置不合理或镀液浓度不当会导致电镀过程的不平衡结晶，从而产生内应力。残存的内应力会导致镀层起泡、开裂、脱落等，有外力作用时，镀层的内应力还将引起应力腐蚀和降低镀层及基底层的抗疲劳强度；电镀结束应进行镀后处理，如清洗、干燥等工序，否则会使镀层泛色或出现锈点、白点，从而导致产品缺陷。

目前国内外对电沉积铁镍、镍钴二元合金的沉积工艺条件及防腐和磁性能研究报道较多，而对三元铁镍钴合金的沉积过程及可实现性报道较少，在酸性体系中三元合金的电沉积研究也非常少，本专利采用酸性体系制备铁镍钴三元合金具有很强的工程应用价值。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提出一种在金属基底材料表面电沉积铁镍钴合金的方法，该方法是在金属基基底材料表面制备铁镍钴合金，并提供一种在钛合金表面电沉积铁镍钴合金的工艺方法，通过电沉积的表面处理技术改变材料表面的特性，优化材料表面，赋予原基材新的性能，达到特定的使用条件。

本发明的技术解决方案是：

一种在金属基底材料表面电沉积铁镍钴合金的方法，用电沉积法在金属材料(钛合金)表面电沉积一种铁-镍-钴合金层，它包括电沉积前金属基底表面前处理、电沉积镀液的配制、电沉积装置的搭建以及电镀过程；

该方法是指在钛合金表面电沉积铁镍钴合金，包括以下步骤：

(1)对金属基底材料表面进行清洗；

所述的清洗方法为：

第一步，将金属基底材料在丙酮中超声清洗1-30min，清洗后将金属基底材料取出，更换丙酮溶液，反复上述清洗过程2-3次；清洗频率为20-90KHz，清洗的功率密度≥0.3W/cm²，清洗温度保持在30～40℃；

第二步，将经丙酮清洗后的金属基底材料常温下在稀硫酸中浸泡1-60min，然后用去离子水清洗金属基底材料表面；稀硫酸的浓度为0.01-9.2mol/L；

(2)配制电镀溶液；

配制电镀溶液的方法为：将七水合硫酸亚铁、硫酸镍七水化合物、七水合硫酸钴、硼酸、糖精、抗坏血酸和水进行混合，室温条件下搅拌，搅拌时间为1-30min，转速为10-200r/min，得到电镀溶液，得到的电镀溶液的pH值为2-4，pH值测试时采用pH试纸进行测试，得到的电镀溶液中，铁元素的质量浓度为0.5％-2.5％，镍元素的质量浓度为5％-12.5％，钴元素的质量浓度为1％-5％；

七水合硫酸亚铁的分子式为FeSO₄·7H₂O，分子量为278.01；