[发明专利]电磁耦合处理方法在电镀工艺中的应用

说明书

本发明公开了电磁耦合处理方法在电镀工艺中的应用，在待处理工件磨抛或电镀后进行电磁耦合处理。本发明将磨抛后的工件置于电磁耦合场中，利用脉冲电磁外场处理工件，工件由于电致伸缩、磁致伸缩产生的振动与残余应力相互作用，材料中的位错发生移动，从而起到调控残余应力的作用；本发明将电镀后的工件在电磁场的作用下基体和镀层材料产生原子扩散现象，增强镀层结合力，同时晶粒得到细化，镀层硬度、耐磨性得到提升。

技术领域

本发明属于金属材料加工技术领域，涉及电镀工艺，具体涉及电磁耦合处理方法在电镀工艺中的应用。

背景技术

在日常生活中，由于各种工作环境的需要，人们常常会在材料表面进行电镀，例如在材料表面电镀一层耐磨材料，以提高材料表面耐磨性；或者在材料表面电镀一层导电材料，以使材料表面(如塑料)具有一定的导电性等。电镀工艺主要有以下作用：(1)提高金属零件在使用环境中的抗腐蚀性能；装饰零件的外表，使其光亮美观；(2)提高零件的工作性能，如硬度、耐磨、导电性、电磁性、耐热性、钎焊性及其他特殊性能。而目前关于传统电镀工艺有以下几点难题：一方面去除基体表面氧化层时进行打磨处理，会引入残余应力，使得镀层结合力下降；另一方面镀层结合力分布不均匀，在镀后检测中表面出现裂纹、锈蚀现象。

针对电镀镀层的质量问题主要是对镀层结合力的调控，由于镀层制备工艺中去除基体表面氧化层是必不可少的条件，故残余应力的引入无法避免，镀层结合力必然会受到影响。现在研究人员旨在通过寻找一种合适的镀层加工工艺，来克服镀层结合力弱，结合力分布不均匀的问题，在解决上述问题的同时不引入新的应力，抑制镀后表面裂纹的生长，提高生产效率。

传统电镀工艺包括磨抛→上挂→脱脂除油→水洗→酸洗活化→预镀→电镀→水洗→干燥→下挂→检验包装等。现有一种电镀工艺在预镀后、电镀前加入热时效处理，旨在通过时效处理消除前述电镀工艺产生的残余应力，起到提升镀层结合力的作用。然而，由于时效处理需要在较高的温度下保持较长的时间，不仅拉长了整个电镀工艺生产周期，能耗高，经济和时间成本高，而且对环境的污染较大。此外，由于热时效炉内温度不均匀，升降温速度无法严格控制。同一炉内，热时效消除应力不均匀，易产生微裂纹。

发明内容

本发明目的旨在针对现有电镀工艺中镀层结合力差、易产生裂纹的问题，将电磁耦合处理引入电镀工艺中，能够在保证镀层质量的前提下，调控残余应力，提升镀层结合力，减少生产所需的经济成本、时间成本，降低对环境的污染，提高成品率，同时在一定程度上提升镀层性能(包括硬度、耐磨性等)。

为了达到上述目的，本发明的目的可以通过以下技术方案来实现。

本发明提供的电磁耦合处理方法在电镀工艺中的应用，在待处理工件磨抛或电镀后进行电磁耦合处理。

在待处理工件磨抛后进行电磁耦合处理，包括以下步骤：

S10设置电场参数；所述电场参数包括：脉冲电压幅值为0.5～2.5V，电流密度为10～25A/mm²，每组脉冲包括一个正脉冲和一个负脉冲，单边脉冲频率为50～100Hz；脉冲组数为1000～3000组，相邻脉冲组的间隔时间10～100ms，脉冲电场施加时间为100～150s；

S11设置磁场参数；所述磁场参数包括：脉冲磁场强度为1～2.5T，单个脉冲磁场作用时间为8～12s，相邻两个磁场脉冲间隔为1～3s，脉冲磁场充磁次数为10～14次，脉冲磁场施加时间为100～150s；

S12将待处理工件置于电场和磁场施加环境中，按照步骤S10和S11设置的电场参数和磁场参数，以电场和磁场交替处理作为一个循环，对待处理工件进行若干循环迭代处理。

在待处理工件电镀后进行电磁耦合处理，包括以下步骤：