一种电子束蒸发镀镍的方法技术

本发明专利技术提供了一种电子束蒸发镀镍的方法，包括，S1、清洗工件，将工件放在真空条件下；S2、利用电子束对镍靶材进行预融；S3、通过电子束扫描所述工件，对工件进行二次清洁并预热；S4、电子束轰击S2步骤中预融完成的镍靶材，对所述工件进行电子束蒸发镀镍，其中，所述电子束的功率为40‑70kW，通过将电子束蒸发镀镍的功率提高到40‑70kW，提高蒸镀速率，短时间内即可得到1μm以上的厚膜，在S3步骤中，通过对工件进行高能量密度的电子束扫描，使工件表面杂质蒸发去除，并对工件进行预热，增强膜层牢固性，该电子束扫描过程仅需1分钟，即可达到增加膜与工件结合力的效果，操作简便，效率高。

【技术实现步骤摘要】
一种电子束蒸发镀镍的方法
本专利技术涉及材料表面处理
，具体涉及一种电子束蒸发镀镍的方法。
技术介绍
镀镍是五金工件制造中的一个重要工序，一般的五金件只有镀镍处理，卫浴、锁具等对表面光亮度有要求的五金件一般还要在镀镍的基础上再镀铬，此外，还有一些五金件需要在镀镍后进行拉丝，再做其它表面处理。目前，对五金件镀镍主要采用电镀技术，通过电镀，可以较短时间内在五金件上得到1μm以上的厚镍膜，但电镀过程中会排放大量有毒废水，环境污染大，劳动场所环境恶劣，且生产得到的制品可能携带有毒物质。真空蒸发镀膜是使用较早、用途较广泛的气相沉积技术，具有成膜方法简单、薄膜纯度和致密性高等优点，且与电镀相比，无有毒废水排放，更加环保。该技术是指在真空条件下，采用一定的加热蒸发方式，蒸发镀膜材料使之气化，气化粒子飞至工件表面凝聚成膜。根据蒸发源的不同，真空蒸发镀膜分为不同的种类。其中，电阻蒸发镀膜只能够应用于低熔点、低气化点的材料，而对于高熔点、高气化点的铬、铜、钛、镍、不锈钢等材料，则无法利用电阻蒸发的方式得到理想的膜层。而电子束蒸发镀膜技术，则可实现对高熔点、高气化点材料的蒸镀。电子束蒸发镀膜是指利用加速电子轰击坩锅内的靶材，电子的动能转换成热能使坩锅内的镀膜材料加热蒸发，进而沉积在工件上，得到高纯度的镀膜。但由于电子束蒸发镀膜的膜层与工件基体是通过范德华力相结合，结合力较弱，容易导致膜层脱落。中国专利文献CN106048534A公开了一种航天互连片用钼箔的表面处理工艺，对钼箔工件进行清洗和预处理，在真空条件下，利用电子束蒸发镀膜技术，双电子束同时蒸镀镍铬，蒸镀速率为0.5nm/s，得到镍铬合金层300nm，然后进行高真空退火处理，以增强膜与钼箔的结合力，在此基础上，再进行镀银工序，该方法完成了镍铬的电子束蒸发镀膜，但蒸镀速率慢，所得到的镍铬膜为1μm以下的薄膜，短时间内无法得到与电镀效果相匹配的1μm以上的厚膜，而五金件镀镍膜一般要求在1μm以上，此外，该方法利用真空退火处理增加膜与工件结合力，需花费30分钟，时间长，效率低。
技术实现思路
因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中电子束蒸发镀镍速率慢，短时间内得到的膜厚度不满足五金件镀镍的膜厚度要求，且增加膜结合力的方法用时长、效率低的缺陷，从而提供一种镀膜速率高，且高效增加膜与工件结合力的一种电子束蒸发镀镍的方法。为此，本专利技术提供了一种电子束蒸发镀镍的方法，包括，S1、清洗工件，将工件放在真空条件下；S2、利用电子束对镍靶材进行预融；S3、通过电子束扫描所述工件，对工件进行二次清洁并预热；S4、电子束轰击S2步骤中预融完成的镍靶材，对所述工件进行电子束蒸发镀镍，其中，所述电子束的功率为40-70kW。所述的电子束蒸发镀镍的方法，S2步骤中，还包括，利用电子束对铬靶材进行预融的步骤；S4步骤中，还包括，在电子束蒸发镀镍后进行电子束蒸发镀铬的步骤。所述的电子束蒸发镀镍的方法，所述电子束蒸发镀铬的功率为40-70kW。所述的电子束蒸发镀镍的方法，S1步骤中，所述清洗工件为利用工业除油剂或酒精对工件进行清洗。所述的电子束蒸发镀镍的方法，S1步骤中，所述真空条件为真空度不低于7×10-3Pa。所述的电子束蒸发镀镍的方法，S2步骤中，所述预融时电子束的功率为36kW。所述的电子束蒸发镀镍的方法，S3步骤中，所述电子束扫描的功率为36kW,扫描时间为1分钟，所述工件在扫描过程中保持转动，转速为16圈/分钟。所述的电子束蒸发镀镍的方法，所述工件为黄铜、不锈钢、铁制成的五金工件中的一种。所述的一种电子束蒸发镀镍的方法，S2步骤中，所述预融前，还包括预热电子枪灯丝阴极的步骤，在6分钟内，电流由10A增加到26A，同时开启副高压至900—1000V；预热结束后，灯丝电流保持26A，副高压调低至500V。本专利技术技术方案，具有如下优点：1.本专利技术提供的一种电子束蒸发镀镍的方法，包括，S1、清洗工件，将工件放在真空条件下；S2、利用电子束对镍靶材进行预融；S3、通过电子束扫描所述工件，对工件进行二次清洁并预热；S4、电子束轰击S2步骤中预融完成的镍靶材，对所述工件进行电子束蒸发镀镍，其中，所述电子束的功率为40-70kW，通过将电子束蒸发镀镍的功率提高到40-70kW，提高蒸镀速率，2分钟即可得到1μm以上的厚膜，随着膜厚度的增加，膜的应力随之增加，若膜层与工件结合力不够，膜会出现爆裂的现象，而在S3步骤中，通过对工件进行高能量密度的电子束扫描，使工件表面温度升高，超过表面杂质的气化温度，使表面杂质蒸发去除，在达到清洁目的的同时，对工件进行预热，通过清洁，增加了膜与工件间的结合力，而通过预热工件，可减小后续镀膜过程中的应力，提高沉积反应的活化能，增强膜层牢固性，该电子束扫描过程仅需1分钟，即可达到增加膜与工件结合力的效果，操作简便，效率高。2.本专利技术提供的一种电子束蒸发镀镍的方法，S2步骤中，还包括，利用电子束对铬靶材进行预融的步骤；S4步骤中，还包括，在电子束蒸发镀镍后进行电子束蒸发镀铬的步骤,通过以上步骤，可以在镍膜基础上再镀一层铬膜，以得到表面光亮的工件，且工件更加耐磨损，可以满足工件装饰、防护等需求。3.本专利技术提供的一种电子束蒸发镀镍的方法，所述电子束蒸发镀铬的功率为40-70kW，通过提高电子束蒸发镀铬的功率，可提高蒸镀速率。4.本专利技术提供的一种电子束蒸发镀镍的方法，S1步骤中，所述清洗工件为利用工业除油剂或酒精对工件进行清洗,通过清洗工件，达到工件去油、去污的目的，增强镀膜与工件的结合力，优化镀膜效果。5.本专利技术提供的一种电子束蒸发镀镍的方法，S1步骤中，所述真空条件为真空度不低于7×10-3Pa，通过控制较高的真空度，可以减少电子束的能量减损，且防止因气体放电产生击穿现象，而损坏电子束蒸发镀膜装置。6.本专利技术提供的一种电子束蒸发镀镍的方法，S2步骤中，所述预融时电子束的功率为36kW，通过保持较高的预融功率，保证镍、铬靶材达到熔融状态，使得在后续镀膜过程中，靶材可快速气化，有利于后续电子束蒸发镀膜的进行。7.本专利技术提供的一种电子束蒸发镀镍的方法，S3步骤中，所述电子束扫描的功率为36kW,扫描时间为1分钟，所述工件在扫描过程中保持转动，转速为16圈/分钟,通过控制电子束扫描功率，使工件接受高能量密度的电子束扫描，工件表面温度升高，超过表面杂质的气化温度，使表面杂质蒸发去除，在达到清洁目的的同时，对工件进行预热，通过清洁，增加了膜与工件间的结合力，而通过预热工件，可减小后续镀膜过程中的应力，提高沉积反应的活化能，增强膜层牢固性，该电子束扫描过程仅需1分钟，即可达到增加膜与工件结合力的效果，操作简便，效率高，此外，通过使工件在扫描过程中保持转动，并控制转速，使得工件表面交替扫描，受到扫描的时间相对较短，不会超过工件的相变温度和熔点温度，从而避免因温度过高而引起工件变形。8.本专利技术提供的一种电子束蒸发镀镍的方法，S2步骤中，所述预融前，还包括预热电子枪灯丝阴极的步骤，在6分钟内，电流由10A增加到26A，同时开启副高压至900—1000V；预热结束后，灯丝电流保持26A，副高压调低至500V，通过控制电流和副高压，使得电子枪灯丝得到充分预热并保持预热状态，有利于后续快速进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电子束蒸发镀镍的方法，其特征在于，包括，S1、清洗工件，将工件放在真空条件下；S2、利用电子束对镍靶材进行预融；S3、通过电子束扫描所述工件，对工件进行二次清洁并预热；S4、电子束轰击S2步骤中预融完成的镍靶材，对所述工件进行电子束蒸发镀镍，其中，所述电子束的功率为40‑70kW。

【技术特征摘要】
1.一种电子束蒸发镀镍的方法，其特征在于，包括，S1、清洗工件，将工件放在真空条件下；S2、利用电子束对镍靶材进行预融；S3、通过电子束扫描所述工件，对工件进行二次清洁并预热；S4、电子束轰击S2步骤中预融完成的镍靶材，对所述工件进行电子束蒸发镀镍，其中，所述电子束的功率为40-70kW。2.根据权利要求1所述的电子束蒸发镀镍的方法，其特征在于，S2步骤中，还包括，利用电子束对铬靶材进行预融的步骤；S4步骤中，还包括，在电子束蒸发镀镍后进行电子束蒸发镀铬的步骤。3.根据权利要求2所述的电子束蒸发镀镍的方法，其特征在于，所述电子束蒸发镀铬的功率为40-70kW。4.根据权利要求1-3任一所述的电子束蒸发镀...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘齐成，
申请(专利权)人：广州海鸥住宅工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44