镀有耐机械磨损电镀层的零件及其电镀方法技术

本发明专利技术提供了一种镀有耐机械磨损电镀层的零件（１），该零件较易于制造，而且所述镀层在所述零件用作接点结构部件时不需另行润滑，本发明专利技术对生产这种电镀层的简单方法作了说明。至少在所述镀层的一层金属镀层中嵌入均匀分布的纳米级颗粒（４），所述纳米级颗粒至少与一种减磨或减摩的物质以化学物理方式结合。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
镀有耐机械磨损电镀层的零件及其电镀方法本专利技术涉及一种镀有耐机械磨损电镀层的零件，并涉及一种生产所述电镀层的方法。镀有电镀层的零件和许许多多电镀方法已为人们所知。例如，由德国专利申请公开说明书DE-2358309已知一种这样的方法，其中细粒状颗粒在电镀液中保持悬浮状态。这些细粒状颗粒以机械方式嵌入电解产生的金属镀层中，并在继续的电解过程中，为所沉积的金属包裹。为使细粒状颗粒嵌入金属镀层中，需要比较大的机械方面的开支。由《Oberflaeche(表面)》杂志(1987年，第9期，第13至15页)刊载的V.Sova和H.Bollhalder所著论文“Erhoehung der V erschleissfestigkeit versilberte G leitkontaktedurch D ispersions-beschichtungen(以复合镀层提高镀银滑动接点的耐磨性)”已知，银基材中嵌入异质金属颗粒，降低了所得电镀层的粘着磨损。这种异质金属颗粒可为氧化物、碳化物、硫化物或者异质金属，其颗粒度在0.5μm和8μm的范围之内。这种异质金属颗粒的体积含量在1％和5％范围之内。就银接点结构而言，这种复合镀改进了粘着磨损性能，但仅仅当对此种接点时常以惯用润滑剂润滑时，才能使用这种接点结构。-->这种镀层的表面比较相糙，这是因为，一方面，异质金属颗粒的尖棱突出于局部表面，另一方面，具有尖棱的异质金属颗粒在镀层中形成孔隙。该表面的凹处积存了每次所加的润滑剂，并随表面工作时粗糙部分发生的磨蚀而磨损，故须予以补加。本专利技术如其在各独立权利要求中所表征的那样，实现了这样一个目的：提供一种镀有电镀层、较易制造的零件，在该零件中，镀层镀覆得当镀层作为接点结构的组成部分使用时，它本身不需要另行润滑，并阐述了制备这种电镀层的简单方法。因本专利技术而获得的优点主要在于，这种镀层比机械上的要求具有更好的牢固性。这是经济方面的一个重要优点，这种镀层可用常规的电镀设施来镀制，而不需另外的机械开支。本专利技术的进一步发展是各从属权利要求的主题。下面详细阐述本专利技术，其进一步发展及因而所得的优点，将在下面借助仅举例说明一种实施方式的附图加以阐述。附图中，图1示出一个镀有本专利技术镀层的零件的部分截面图，图2示出纳米级颗粒的截面图，图3示出本专利技术方法的简化方框图，以及图4示出本专利技术另一种方法的简化方框图。附图中，相同作用的元部件以相同的标号标示。所有对直接理解本专利技术并非必需的元部件未予示出。图1示出零件1特予简化的截面示意图，该零件镀覆了本发-->明的镀层。零件1的外形可为圆筒形，但它也可具有镀覆了镀层的平整表面。零件1的基体材料2由一种金属或一种塑料组成。当基体材料2为塑料时，则在入电镀液之前先使待镀表面金属化，例如以化学沉积法镀覆一层金属层，或者在高真空条件下，蒸镀一层金属层。在基体材料2上，镀有第一金属层3，该镀层中嵌有均匀分布的纳米级颗粒4。这种纳米级颗粒4与减磨或减摩物质(材料)一起以化学-物理方式结合。所述减磨或减摩物质(材料)是一种主成分为表面活性化合物的物质。所述第一金属层3也可由多层相互重叠的各别层组成。对于某些特定的应用场合，该第一金属层3不再覆盖其它覆层。但在本专利技术中，该第一金属层3则被一层金属面层5完全覆盖。该镀层5具有光滑的表面6。一般，该金属面层5的硬度比第一金属层3的硬度更大。就固定的组件或较慢运动的镀银接点结构组件而言，结果表明，第一金属层3的厚度以在5μm至15μm的范围内为宜，而金属面层5的厚度则在约2μm的范围内。在此情况下，金属面层5以镀覆硬银为宜，以使工作特性最佳化。所述纳米级颗粒4可视镀层预定使用场合而定，采用进行过相应净化处理的不同材料，例如，碳化物如SiC、WC和TiC，氮化物如AlN和Si3N4，硼化物如TiB，金属氧化物如ZnO、SiO2、Fe2O3、Bi2O3、PdO、NiO、AgO、TeO、CuO、Sb2O3、TiO2、ZrO2、Al2O3、In2O3、SnO、V2O5、TiO2-->和MgO以及金属如W和Ni。该纳米级颗粒4可用各该基本材料，以已知方法来制造。该纳米级颗粒4的粒度在约5nm至50nm的范围之内，而且在一般情况下，外形为球形。所述纳米级颗粒4不具尖棱。电镀液中，或者加入单种材料组成的纳米级颗粒，或者加入两种或多种材料的混合物组成的纳米级颗粒4。为使纳米级颗粒4在电镀液中均匀分布，须对电镀液进行持续搅拌。如果采用结构比上述纳米级颗粒4略粗的颗粒，则这种颗粒的化学-物理作用就会略为变差，这是因为这种颗粒上能集聚较少的表面活性化合物，完全可以想象各种宜于使用这样一种较粗结构的应用场合。特别也有可能的是，结构较粗的颗粒与纳米结构化的材料混合使用，以便专门适应某些预先确定的工作要求。适于在纳米级颗粒4上集聚的表面活性化合物，可采用称为皂的偶极性天然化合物，例如硬脂酸盐、油酸盐、棕榈酸盐或月桂酸盐，但也可为合成化合物如磺酸，其中尤其是甲基苯磺酸或十二烷基磺酸，或者氨基醇、多元醇等等。这些化合物以化学物理方式集聚在纳米级颗粒4上，对这种集聚起作用的一般是范德瓦尔力。纳米级颗粒4完全或者部分为一种这样的减磨或减摩化合物包裹，或者为两种或更多种这样的减磨或减摩化合物包裹。图2中，图解示出一个纳米级颗粒4及其由一种表面活-->性化合物组成的外壳的剖面图。该纳米级颗粒4例如以Al2O3、ZrO2或TiO2为原料用任何一种已知方法来制造。在该纳米级颗粒4上直接集聚氧O，而在氧O上集聚一种烃类化合物R1。图中，在该烃类化合物R1上例如集聚了氨基醇(Aminoalkohol)NH2·R·CH2OH，如果所述纳米级颗粒4嵌于第一金属层3中，则所述氨基醇被视为对减磨或减摩起决定性作用的组分。但纳米级颗粒4上另外还直接集聚了羟基OH，羟基上的氢被所积聚的氧O从电解液的水中取得。所述羟基OH的氢离子带正电荷，故而纳米级颗粒4总体带正电荷。如此带正电荷的纳米级颗粒4就象溶解的金属一样，在电镀液的电场中向阴极迁移，并在阴极上同所溶解金属一起在待镀零件上脱聚。以此方式不需另外的助剂就能使纳米级颗粒4非常均匀地分布在第一金属层3中，由所嵌入的纳米级颗粒4形成的壳层就产生均匀的润滑作用。在正常大气条件下，即使以氮化物、硼化物、碳化物及金属为基本材料的非氧化物纳米级颗粒4也会蒙上一层极薄的氧化物层，正如上面关联到图2中纳米级颗粒4的叙述那样，在镀液中加入纳米级颗粒4后，该氧化物层能进行同样的化学物理表面反应。许多这样的化合物早已在常规的电镀液中用作润湿剂，但它们作为减磨或减摩作用剂的另外有利的可用性至今尚未利用过。只有与允许以足以产生良好润滑的量用化学物理方-->式集聚这些化合物、且其本身不存在又能抵销所产生的润滑作用的棱角的纳米级颗粒4结合，才能将磨损或摩擦减到合宜的程度。因此，第一金属层3可看作起自润滑作用的镀层。这样的镀层可在接点结构中用作接点表面。可以想象，这种镀层有着许多特殊应用。镀覆过的零件1可在接点部件中作为固定或较慢运动的组件中同一个活动的、在该零件1上滑动或滚动的金属组件一起协同动作。举例来说，零件1可构成电源开关的稳定额定电流接点。而且作为在此固定接点上滑动的组件，可设有一个配设多个镀银指针或配本文档来自技高网...

【技术保护点】
镀有耐机械磨损电镀层的零件，其特征在于，－在所述镀层的至少一层第一金属层（３）中嵌有均匀分布的纳米级颗粒（４），该纳米级颗粒（４）与至少一种减磨或减摩的材料以化学－物理方式结合。

【技术特征摘要】
DE 1995-6-12 19521323.81、镀有耐机械磨损电镀层的零件，其特征在于，—在所述镀层的至少一层第一金属层(3)中嵌有均匀分布的纳米级颗粒(4)，该纳米级颗粒(4)与至少一种减磨或减摩的材料以化学-物理方式结合。2、权利要求1所述的零件，其特征在于，—所述至少一层第一金属层(3)被一层金属面层(5)完全覆盖。3、权利要求2所述的零件，其特征在于，—所述金属面层(5)的硬度比所述第一金属层(3)的硬度大。4、权利要求1所述的零件，其特征在于，—所述至少一种减磨或减摩的材料选自一种主成分为表面活性化合物的材料。5、前列诸权利要求中任何一项所述的零件，其特征在于，—所述零件(1)在接点组件或轴承组件中作为固定或较慢运动的部件与在所述零件上滑动或滚动的活动金属部件协同动作。6、权利要求1所述的零件，其特征在于，—所述纳米级颗粒(4)的粒度在5nm至50nm范围之内。7、权利要求2或3中任何一项所述的零件，其特征在于，—所述第一金属层(3)的基材以为银主要成分；以及—所述金属面层(5)经电镀硬银制成。8、权利要求2或3中任何一项所述的零件，其特征在于，—所述第一金属层(3)的厚度在5μm至15μm的范围之内；以及—所述金属面层(5)的厚度在约2μm的范围之内。9、权利要求2或3中任何一项所述的零件，其特征在于，—所述第一金属层(3)和所述金属面层(5)由不同的金属或金属合金组成。10、权利要求4所述的零件，其特征在于，—表面活性化合物或者采用被称作皂的偶极性天然化合物，或者采用合成化合物如磺酸或氨基醇或多元醇。1...

【专利技术属性】
技术研发人员：E尤尔克，M希瑟，
申请(专利权)人：亚瑞亚勃朗勃威力有限公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]