[发明专利]一种电镀Ni叠层膜及其制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及叠层膜的制备技术，具体为一种不仅具有优良耐磨、耐腐蚀性能，而且与基体材料结合强度高、可抑制裂纹的产生与扩展的电镀Ni叠层膜及其制备方法。

背景技术：

电镀技术发展已有170年的历史，化学镀层以其优异的性能，越来越多地赢得了人们的信任，它的应用范围也覆盖了工业生产的各个领域，虽然它在国内从早期的研究到工业化应用只走了十几年的路程，但是发展速度是惊人的，其潜在的发展空间也是巨大的，随着我们国家工业的发展、各项工业基础的健全，人们对化学镀镍有了更加全面的认识。工业上化学镀镍的应用主要围绕着它的几大特点：

(1)均镀、深镀能力(也就是对各种几何形状，尤其是深孔、盲孔工件的表面镀覆，主要针对其无孔不入的特点)；

(2)优异的防腐性能(也就是化学镀层非晶态的特点，特别是在油田化工设备、海洋、岸基设备等上的镀覆)；

(3)良好的可焊性(尤其是对在镀层表面进行锡焊的工件的镀覆)；

(4)高硬度与高耐磨性能(主要是对汽配、摩配、各种轴类、钢套、模具的表面镀覆)；

(5)电磁屏蔽性能(主要对计算机硬盘、飞机接插件等电子元器件的表面镀覆)；

(6)适应绝大多数金属基体表面处理的特性(主要对铝及铝合金、铁氧体、钕铁硼、钨镍钴等特殊材料的表面镀覆)；

近20年来，由于超声设备的普及和声化学反应器的广泛应用，超声波在电镀中的应用研究发展迅速，国外已有大量文献或专利报道，日本最多，美国、俄罗斯、欧盟、印度紧随其后，我国在这方面研究也逐渐增多。超声波对电镀过程的影响，主要是凭借空化效应和微射流作用，强化电镀中传质过程、影响成核过程，从而提高电沉积反应速度、改善镀层性能等。

中国发明专利(公开号CN101555611A)公开了一种镁合金表面超声电镀镍的方法，该方法不采用氰化镀液并具有结晶细小致密的镀层，抗镀液腐蚀性强的特点。然而其不足之处在于：超声机理是细化晶粒，这样便大幅度提高镍镀层的硬度，硬膜过厚时，则脆性倾向增大，容易产生微裂纹和裂纹扩展。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种不仅具有优良耐磨、耐腐蚀性能，而且与基体材料结合强度高的Ni叠层膜及其制备方法，简化镀膜工艺以及抑制镀膜中裂纹的产生与扩展等问题。

本发明的技术方案是：

一种高结合强度的电镀Ni叠层膜，该叠层膜是在电镀工艺过程中通过间歇引入超声波信号于金属基底材料上沉积Ni镀膜，获得的金属镍膜呈层状结构，镍膜的单层厚度在0.1-10微米范围内，总厚度在2-50微米范围内，根据实际需求可以进行调整。

所述的与基体金属材料结合强度高的Ni叠层膜的制备方法，以金属材料为基底，在电镀工艺过程中通过间歇引入超声波信号沉积Ni镀膜，形成Ni叠层膜，具体步骤如下：

(1)去除基体金属表面上的油污，在有机溶剂中超声清洗5-10分钟；

(2)酸蚀；

(3)冷水洗；

(4)在电镀过程中间歇引入超声波信号，在基底材料上沉积金属镍膜；

(5)水洗并吹干，得到Ni的叠层膜。

所述步骤(1)中，去除基体金属表面上的油污是将工件浸入三氯乙烯有机溶液中进行刷洗；

所述步骤(1)中，在有机溶剂中超声清洗是把工件放入三氯乙烯有机溶液中通过超声波清洗机清洗5～10分钟，使得工件获得洁净表面。

所述步骤(2)中，酸蚀是指对于不同的基体材料选择适当的酸溶液将基体表面上的氧化薄膜清除掉，具体方法可见各种电镀手册；

所述步骤(4)中，在电镀过程中间歇引入超声波信号是指：

首先，在超声波的电流为100～200mA、超声波频率为16.5～55.5kHz下镀膜120～1200秒；然后，将超声波发生器的电流在10～60秒内由100～200mA逐渐降低到0；接着，在不加超声波的状态下镀膜120～1200秒；再将超声波发生器的电流在10～60秒内由0逐渐升高到100～200mA。不断重复上述操作，沉积时间为30～180分钟，得到需要的电镀Ni叠层膜。

所述步骤(4)中，在基底材料上沉积金属镍膜过程的电流密度为2～12A/dm²。

本发明的优点及有益效果是：