电工合金零部件表面银合金镀层及其制备方法、电工合金零部件技术

本发明专利技术公开了一种电工合金零部件表面银合金镀层及其制备方法、表面具有该银合金镀层的电工合金零部件，电工合金零部件表面的银合金镀层制备方法包括：(1)微弧离子镀设备抽真空、通过工作气体；(2)等离子体清洗；(3)沉积金属打底层；(4)沉积过渡层；(5)沉积Ag镀层。与现有电镀镀银技术相比，微弧离子镀镀银在硬件投入费用不增加的前提下，镀银工艺绿色、环保无排放；镀银工艺实施过程中可对银合金镀层中的成分、组织进行精确调控；获得的银合金镀层具有更好的结合强度、更高的表面光洁度、更优的镀层致密度等优点，可满足高、低压电器行业用电工合金零部件表面镀银之要求。

Silver alloy coating on the surface of electrical alloy parts and its preparation method and electrical alloy parts

The invention discloses an electrical alloy parts electrical alloy parts surface silver alloy coating and its preparation method, the surface has the silver alloy coatings, including the method of silver alloy coating preparation of electrical alloy parts surface: (1) micro arc ion plating equipment, vacuum pumping through the working gas; (2) (plasma cleaning; 3) depositing a metal layer (4) deposition; transition layer; (5) the deposition of Ag coating. Compared with the existing silver plating technology, micro arc ion plating silver premise cost in hardware is not increased, the green emission free silver plating; can composition, microstructures of silver alloy coatings in the process of implementation of precise control of silver; silver alloy coating has a better bonding strength, smooth surface and high degree, better coating density and other advantages, can meet the high and low voltage electrical industry requirements for electrical alloy parts of silver plated.

【技术实现步骤摘要】
电工合金零部件表面银合金镀层及其制备方法、电工合金零部件
本专利技术属于涂层制备
，具体涉及高、低压电器用电工合金零部件表面银合金镀层及其制备方法、具有该银合金镀层的电工合金零部件。
技术介绍
基于银具有良好的导热和导电性能，银镀层广泛应用于各种电力电器零部件，在提高导电性的同时，可降低接触电阻和抑制打弧。传统电镀银废水中不可避免包含大量银离子，因受“重金属、零排放”的环保限制，只能通过采用物理化学方法将电化学原理的传统电镀银废水中的银离子凝聚收集至“零排放”标准，然而此废水处理过程工艺较为复杂，且成本增加较多。因此，环保镀银的趋势为工艺过程中不产生含Ag+等离子的废水，若将镀银工艺由传统电化学液体环境引入到物理气相沉积的真空环境进行，则可避免废水处理等工序。且物理气相沉积中常见的离子镀技术，控制其工艺可赋予银镀层更好的结合强度、更高的表面光洁度、更优的镀层致密度和精准的成分结构设计调控。若利用微弧离子镀技术于高、低压电器用电工合金零部件表面制备可改善基材导电性能的银镀层，理论上高低压电器零部件在服役过程中将具有接触电阻小、抗打弧能力强、运行可靠稳定、使用寿命长等特性。然而，目前国内尚无有关高、低压电器用电工合金零部件微弧离子镀银镀层的相关绿色、环保处理方法。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种绿色、环保的微弧离子镀方法制备电工合金零部件表面银合金镀层，经本专利技术方法处理后的零部件在服役过程中具有接触电阻小、抗打弧能力强、运行可靠稳定、使用寿命长等特性。为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种电工合金零部件表面银合金镀层的制备方法，包括以下步骤：(1)将电工合金零部件基材固定于微弧离子镀设备真空腔室中的工作盘上、将Ag靶材和打底金属靶材中固定于微弧离子镀设备真空腔室中的靶座上，抽真空至真空腔室的真空度小于6.0×10-3Pa，再通入氩气至真空腔室中的工作气压为1.0×10-1Pa～2.0×100Pa；(2)对Ag靶材施加0.02A～1A的靶电流，并对电工合金零部件基材施加负偏压值为300V～600V、脉冲宽度为0.2μs～5μs、且脉冲频率为5KHz～350KHz的脉冲偏压，以对电工合金零部件基材进行等离子体清洗，清洗时间为1min～60min；(3)调节Ag靶材的靶电流至0A～1A，对打底金属靶材施加0.5A～30A的靶电流，并将电工合金零部件基材的脉冲偏压负偏压值调节为0～150V，在电工合金零部件基材沉积金属打底层，沉积时间为1min～30min；(4)调节Ag靶材的靶电流至0.1A～30A，调节打底金属靶材的靶电流至0A～15A，维持加在电工合金零部件基材上的脉冲偏压参数与步骤(3)同，在金属打底层上沉积过渡层，沉积时间为3min～60min；(4)在本步骤的沉积时间内，将Ag靶材的靶电流从步骤(3)的最终值逐渐调节至0.1A～30A，并将打底金属靶材的靶电流从步骤(3)的最终值逐渐调节至0A～15A，维持加在电工合金零部件基材上的脉冲偏压参数与步骤(3)同，在金属打底层上沉积过渡层，沉积时间为3min～60min；(5)维持真空腔室中的工作气压、Ag靶材和打底金属靶材的靶电流、以及施加在电工合金零部件基材上的脉冲偏压参数与步骤(4)动态调节后的最终值相同，在过渡层上沉积Ag镀层，沉积时间为30min～600min。优选的，还包括后处理步骤，所述后处理步骤为：采用钝化法、有机膜保护法或真空隔离包装法使电工合金零部件表面的Ag镀层与氧化介质隔离。优选的，Ag靶材和打底金属靶材与电工合金零部件之间的距离均为30mm～180mm，工作盘的主轴旋转转速为1r/min～20r/min。优选的，所述打底金属靶材为Cu靶材或Al靶材。优选的，所述Ag靶材的纯度不低于55％，所述打底金属靶材的纯度不低于90％。优选的，所述电工合金零部件基材的材质为铜合金、铝合金、Cu-Cr系合金、Cu-W系合金和Cr-Zr-Cu系合金中的一种。作为一个总的专利技术构思，本专利技术还提供一种上述的制备方法制得的电工合金零部件表面银合金镀层。优选的，所述电工合金零部件表面银合金镀层的厚度为1μm～50μm。作为一个总的专利技术构思，本专利技术还提供一种电工合金零部件，包括电工合金零部件基材，以及覆盖在电工合金零部件基材表面的银合金镀层，所述银合金镀层由上述的制备方法制得。本专利技术的有益效果是：与现有电镀镀银技术相比，微弧离子镀镀银在硬件投入费用不增加的前提下，镀银工艺绿色、环保无排放；镀银工艺实施过程中可对银合金镀层中的成分、组织进行精确调控；获得的银合金镀层具有更好的结合强度、更高的表面光洁度、更优的镀层致密度等优点，可满足高、低压电器行业用电工合金零部件表面镀银之要求。附图说明图1为实施例6所得的电工合金触头零件镀银合金层后的宏观照片。图2为实施例6所得的工合金触头零件镀银合金层的表面SEM图。图3为实施例6所得的工合金触头零件镀银合金层的截面SEM图。具体实施方式以下结合具体优选的实施例对本专利技术作进一步描述，但并不因此而限制本专利技术的保护范围。实施例1：本实施例为在电工铜合金零部件基材表面微弧离子镀银合金镀层，包括以下步骤：步骤1：选取铜合金材质的电工合金零部件作为基材，对基材进行前清洗处理；步骤2：将步骤1得到的电工合金零部件基材置于微弧离子镀设备真空腔室中的工件盘上，该工作盘在下述各步骤中保持公自转运动(转速1r/min)，所述真空腔室内的靶座内放置有Ag靶材(纯度90％)和Cu靶材(纯度99％)，靶材与电工铜合金零部件基材之间的距离为180mm。步骤3：等离子体清洗将步骤2中的真空腔室抽真空，使该真空腔室的真空度小于6.0×10-3Pa，再通入氩气，保持此步骤中该真空腔室中的工作气压为1.8×100Pa。直接在Ag靶材上施加0.3A电流，同时，对电工铜合金零部件基材施加负偏压值为550V、脉冲宽度为0.2μs、且脉冲频率为350KHz的脉冲偏压，以对电工铜合金零部件基材进行溅射清洗，溅射清洗时间为60min；步骤4：沉积金属打底层此步骤中，保持该真空腔室中的工作气压为1.8×100Pa。将Ag靶材的靶电流调节至0.1A，将Cu靶材的靶电流调节至5A；同时，将施加在电工合金零部件上的负偏压值调节至150V、脉冲宽度为0.8μs、且脉冲频率为350KHz的脉冲偏压，沉积金属打底层时间为30min；步骤5：沉积过渡层此步骤中，保持该真空腔室中的工作气压为1.8×100Pa；将Ag靶材的靶电流在本步骤沉积时间内逐渐调节至1A，同时，将Cu靶材的靶电流在本步骤沉积时间内逐渐调节至0.3A；同时，将施加在电工合金零部件上的负偏压值保持在150V、脉冲宽度为0.8μs、且脉冲频率为350KHz的脉冲偏压，沉积过渡层时间为60min；步骤6：沉积Ag镀层此步骤中，保持该真空腔室中的工作气压为1.8×100Pa；维持Ag靶材和Cu靶材的电流和电压参数不变；同时，保持施加在电工铜合金零部件基材上的脉冲偏压参数不变，沉积Ag镀层时间为540min。步骤7：后处理采用钝化法对所得的银合金镀层进行处理，旨在隔离氧化介质，以防镀层变色。本实施例中，得到的高、低压电器用电工合金零部件微弧离子镀银合金镀层的厚度为3.2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电工合金零部件表面银合金镀层的制备方法，包括以下步骤：(1)将电工合金零部件基材固定于微弧离子镀设备真空腔室中的工作盘上、将Ag靶材和打底金属靶材中固定于微弧离子镀设备真空腔室中的靶座上，抽真空至真空腔室的真空度小于6.0×10

【技术特征摘要】
1.一种电工合金零部件表面银合金镀层的制备方法，包括以下步骤：(1)将电工合金零部件基材固定于微弧离子镀设备真空腔室中的工作盘上、将Ag靶材和打底金属靶材中固定于微弧离子镀设备真空腔室中的靶座上，抽真空至真空腔室的真空度小于6.0×10-3Pa，再通入氩气至真空腔室中的工作气压为1.0×10-1Pa～2.0×100Pa；(2)对Ag靶材施加0.02A～1A的靶电流，并对电工合金零部件基材施加负偏压值为300V～600V、脉冲宽度为0.2μs～5μs、且脉冲频率为5KHz～350KHz的脉冲偏压，以对电工合金零部件基材进行等离子体清洗，清洗时间为1min～60min；(3)调节Ag靶材的靶电流至0A～1A，对打底金属靶材施加0.5A～30A的靶电流，并将电工合金零部件基材的脉冲偏压负偏压值调节为0～150V，在电工合金零部件基材沉积金属打底层，沉积时间为1min～30min；(4)在本步骤的沉积时间内，将Ag靶材的靶电流从步骤(3)的最终值逐渐调节至0.1A～30A，并将打底金属靶材的靶电流从步骤(3)的最终值逐渐调节至0A～15A，维持加在电工合金零部件基材上的脉冲偏压参数与步骤(3)同，在金属打底层上沉积过渡层，沉积时间为3min～60min；(5)维持真空腔室中的工作气压、Ag靶材和打底金属靶材的靶电流、以及施加在电工合金零部件基材上的脉冲偏压参数与步骤(4)动态调节后的最终值相同，在过渡层上沉积Ag镀层，沉积时间为30...

【专利技术属性】
技术研发人员：李洪涛，蒋百铃，张新宇，杨平，王文斌，
申请(专利权)人：南京工业大学，陕西斯瑞新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32