紫铜基体上组合电刷镀厚镍层的工艺

发布时间：2018-10-10 15:55

摘要： 研究了快速镍、低应力镍刷镀时间对紫铜表面镍镀层的厚度、显微硬度及结合强度的影响。单层快速镍及单层低应力镍较适宜的刷镀时间为 15 ~ 20 min。采用 15 min 快速镍与 15 min低应力镍交替组合刷镀镍，所得镍镀层的厚度、显微硬度及耐淬火次数分别达 50 μm、 400 HV 及 46 次，镀层组织清晰而均匀，镀层与镀层之间、镀层与基体之间结合良好，符合理想厚镍镀层的性能要求。
关键词： 紫铜；电刷镀镍；厚度；显微硬度；结合力
在工业生产中，常用电镀、化学镀的方法获得镍镀层。与电刷镀相比，电镀、化学镀的沉积速率较慢。化学镀镍层若厚度大于 20 μm，与基体的结合强度降低，易开裂。在相同时间内，电镀层的厚度也达不到收稿日期： 2011–08–15 修回日期： 2011–09–02作者简介： 廖磊（1986–），男，四川德阳人，在读硕士研究生，主要研究方向为材料现代表面工程技术。通信作者： 刘锦云，教授， (E-mail) liujyun@163.com。电刷镀层的厚度。纯铜有很好的导热、导电性能，在冶金工业中常用作连铸结晶器、高炉热风喷嘴等零部件，但其硬度低、耐磨性差、寿命短。在铜基体上镀覆镍层，将大大提高这些零部件的使用寿命。因此，研究在铜基体上刷镀镍镀层的工艺有着重要的意义。低应力镍镀层致密且具有压应力或较小的拉应力；快速镍沉积速率快，镀层致密、颜色均匀，适用于在各种材料上镀尺寸层或工作层[1-2]。采用单层刷镀工艺往往很难得到满足尺寸要求的镀层或所得镀层性能不高。与单层刷镀相比，多层组合刷镀的工艺效果较佳，如快速镍和低应力镍作为夹心镀层交替刷镀时，可使低应力镍镀层的压应力与快速镍镀层的拉应力相抵消，避免镀层与镀层之间以及镀层内应力的“叠加”和“传递”，从而避免了镀层以形成微裂纹的方式释放应力[3]，使镀层性能得到改善。本文以紫铜为基体，研究了刷镀时间对单层镀层及组合工艺对镀层性能的影响，以获得厚度大于 20 μm、硬度高于 300 HV 的理想厚镍镀层。
(1) 单层低应力镍镀层、单层快速镍镀层及组合刷镀层皆随刷镀时间的延长而增厚，且均与基体结合良好。
(2) 采用交替刷镀 15 min 低应力镍和 15 min 快速镍的方法，可在铜基体上获得较为理想的镍镀层，厚度、显微硬度及耐淬火次数分别达到 50 μm 和 400 HV、46 次，组织清晰而均匀，各镀层之间、镀层与基体之间结合良好。这一组合刷镀技术可用以解决一次刷镀或刷镀单层镀层厚度不能满足工况条件的难题。