一种用于输电导体的高耐磨涂层的电镀工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种用于输电导体的高耐磨涂层的电镀工艺，第一步、进行需求的确认，在对应的数据库中获取不同材质、不同基底厚度、不同膜厚要求的加工参数数据；第二步、对待处理的输电导体进行超声波水洗，进行表面清洁；第三步、进行第一次酸碱清洗；第四步、进行表面喷丸；第五步、进行第二次酸洗侵蚀；第六步、采用磁控溅射镀膜；第七步、对表面进行清洗；第八步、浸入在电镀池中。本申请采用磁控溅射镀膜生成中间膜层，该膜层用于连接后续增厚的电镀膜以及初始的基底材料，可以大大的降低传统纯电镀加工方式的能源消耗以及材料消耗，并提升成品的耐磨性能。成品的耐磨性能。成品的耐磨性能。

【技术实现步骤摘要】
一种用于输电导体的高耐磨涂层的电镀工艺


[0001]本专利技术涉及一种用于输电导体的高耐磨涂层的电镀工艺。

技术介绍

[0002]目前而言，较为常用的输电导体一般为黄铜或是以铜为基底材料的复合金属材料，或是铜铝合金制备的金属材料，而其中导电性能最好、且成本较为可接收的还是以黄铜为主的导电材料。
[0003]从力学性质而言，黄铜是一种偏软的，易成型的金属材料，其表面暴露在空气环境下会形成一层暗淡的氧化层，且该氧化层对于黄铜导电性能的影响不大。但是在应用于一些动作开关中时，由于氧化层以及黄铜本体的耐磨性能均较差，所以极易磨损，从而提升了磨损区域的电阻，带来一定的安全隐患，如常见的插头部件，插接箱部件中的开闭开关处，均需要采用电镀、或是化学镀的方式增强黄铜表面的耐磨性能，甚至在部分应用场合中，还会将黄铜更换为耐磨性能更好的合金材料。
[0004]而随着涂层技术的发展，在黄铜的表面通过电镀的方式进行耐磨性能的增强已经成为目前的主流手段，但由于环保要求的日益严苛，传统的涂层工艺由于重金属含量超标，又逐渐受到了限制。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为了解决以上现有技术的不足，提供一种用于输电导体的高耐磨涂层的电镀工艺。
[0006]一种用于输电导体的高耐磨涂层的电镀工艺，包括以下步骤：
[0007]第一步、进行需求的确认，在对应的数据库中获取不同材质、不同基底厚度、不同膜厚要求的加工参数数据；
[0008]第二步、对待处理的输电导体进行超声波水洗，进行表面清洁，清洁完成后进行惰性气体吹扫以及低温烘干；
[0009]第三步、进行第一次酸碱清洗，对表面的氧化层进行剥离，或降低表面氧化层的厚度；
[0010]第四步、进行表面喷丸，改变内部应力情况；
[0011]第五步、进行第二次酸洗侵蚀，去除表面的杂质以及氧化层；
[0012]第六步、采用磁控溅射镀膜，在表面沉积一层均匀的镍层或是铬层；
[0013]第七步、进行喷砂清洗、水洗清洗等方式，对表面进行清洗；
[0014]第八步、浸入在电镀池中，进行表面的电镀增厚，其中电镀材料采用与磁控溅射镀膜相似性能的材质，如镍层采用镍锌合金电镀液，铬层采用金属铬电镀液。
[0015]进一步的，输电导体为具有一定宽度的导电母排或是板状的通电导体。也可以在扩展到所有的板状导体材料的电镀处理或是较大的圆柱形导电材料，因为当尺寸小于一定数额时，增加强度也没有意义，且后续的喷丸以及磁控溅射也没有操作基础。
[0016]为了保证后续镀膜的效果以及尽可能的降低每一个工序的成本，电镀液中添加有相应的金属盐以及酸碱度调节剂，通入电流后，金属离子在输电导体的表面形成12μm以下或是12
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18μm的均匀薄膜。其中电镀层的厚度是远超磁控溅射镀膜的厚度，从而完成磁控溅射镀膜提升牢固性能以及保证初始镀膜，而电镀层提升膜厚的效果。
[0017]进一步的，磁控溅射镀膜为阴极磁控溅射镀膜，其中靶材为镍靶或是铬靶，靶材沉积在输电导体的表面的厚度为10
‑
50nm，其中磁控镀膜装置采用水冷冷却的方式，保护气氛为除氮气之外的惰性气体。不建议采用氮气的原因是，采用氮气的话，在后续会生成性能较为稳定的金属氮化物，从而不便于后续的电镀前处理。
[0018]进一步的，其中在表面喷丸后，对输电导体进行力学性能测试，其中测试的项目包括内应力分布情形、抗压强度、抗拉强度、表面强度以及表面粗糙度。
[0019]进一步的，在磁控溅射镀膜后，对于表面的初始膜层进行牢固性测试，测试后进行反馈调试，待膜厚达到10
‑
50nm后，进行下一步加工。
[0020]进一步的，电镀液中添加一定量的镍，其中镍的含量为0.005g/L。
[0021]有益效果：
[0022]本装置中采用磁控溅射镀膜与传统的电镀膜相结合的方式，对导电材料进行强度以及耐磨性能的增强。与传统的单独电镀的方式相比，其初始镀层的牢固性更强，且由于初始镀膜不需要处理，所以后续单独的加工时间可以有效的降低，且电镀液中析出的重金属含量也会有效减少。
[0023]另外，该种方式中磁控溅射镀膜所形成的膜层材质与后续的电镀膜层具有一定的相容性，所以可以有效的提升两者之间的连接强度。换而言之，本申请采用磁控溅射镀膜生成中间膜层，该膜层用于连接后续增厚的电镀膜以及初始的基底材料，可以大大的降低传统纯电镀加工方式的能源消耗以及材料消耗，并提升成品的耐磨性能。
附图说明
[0024]图1是一种用于输电导体的高耐磨涂层的电镀工艺的示意图。
具体实施方式
[0025]为了加深对本专利技术的理解，下面将结合实施例和附图对本专利技术作进一步详述，该实施例仅用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术保护范围的限定。
[0026]如图1所示，一种用于输电导体的高耐磨涂层的电镀工艺，包括以下步骤：
[0027]第一步、进行需求的确认，在对应的数据库中获取不同材质、不同基底厚度、不同膜厚要求的加工参数数据；
[0028]第二步、对待处理的输电导体进行超声波水洗，进行表面清洁，清洁完成后进行惰性气体吹扫以及低温烘干；
[0029]第三步、进行第一次酸碱清洗，对表面的氧化层进行剥离，或降低表面氧化层的厚度；
[0030]第四步、进行表面喷丸，改变内部应力情况，喷丸结束后进行力学性能测试；
[0031]第五步、进行第二次酸洗侵蚀，去除表面的杂质以及氧化层；
[0032]第六步、采用磁控溅射镀膜，在表面沉积一层均匀的镍层，镍层的厚度控制为
35nm，镀层完成后进行性能测试；
[0033]第七步、进行喷砂清洗、水洗清洗等方式，对表面进行清洗；
[0034]第八步、浸入在电镀池中，进行表面的电镀增厚，电镀液采用镍锌合金电镀液，电镀层的厚度为13.5μm。
[0035]运用上述步骤，应用于含铜量为95％左右的导电母排中，其中电镀后的镍层的显微强度为3800MPa左右，抗拉强度为850MPa左右，伸长率为20％左右，均处于正常镀层的性能水平中。
[0036]但是耐磨强度测试远超现有水平，其中铅笔划线实实验以2KG力度重复50次无划痕。采用纯钢制备的插接箱，按正常使用力度(人工轻度插拔)重复插接2000次左右，五划痕，按5KG左右的力度(机械重度插拔)插接2000次左右有细微划痕，但仍未透出基底材料，综上，该导电母排表面的镀层的使用寿命预计为20年左右(按每年插拔100次计算)，而基底的铜材仍可以继续使用约30年左右，可基本满足使用年限在50年左右的工业接线标准。
[0037]以上所述仅为本专利技术的较佳实施例而已，并不用以限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于输电导体的高耐磨涂层的电镀工艺，其特征在于，包括以下步骤：第一步、进行需求的确认，在对应的数据库中获取不同材质、不同基底厚度、不同膜厚要求的加工参数数据；第二步、对待处理的输电导体进行超声波水洗，进行表面清洁，清洁完成后进行惰性气体吹扫以及低温烘干；第三步、进行第一次酸碱清洗，对表面的氧化层进行剥离，或降低表面氧化层的厚度；第四步、进行表面喷丸，改变内部应力情况；第五步、进行第二次酸洗侵蚀，去除表面的杂质以及氧化层；第六步、采用磁控溅射镀膜，在表面沉积一层均匀的镍层或是铬层；第七步、进行喷砂清洗、水洗清洗等方式，对表面进行清洗；第八步、浸入在电镀池中，进行表面的电镀增厚，其中电镀材料采用与磁控溅射镀膜相似性能的材质，如镍层采用镍锌合金电镀液，铬层采用金属铬电镀液。2.根据权利要求1所述的一种用于输电导体的高耐磨涂层的电镀工艺，其特征在于，输电导体为具有一定宽度的导电母排或是板状的通电导体。3.根据权利要求1所述的一种用于输电导体的高耐磨涂层的电镀工艺，其特征在于，电镀液中添加有相应的金属盐以及酸碱度调节剂，通入电流后...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭宏露，戎建，
申请(专利权)人：镇江大全金属表面处理有限公司，
类型：发明
国别省市：