[发明专利]一种钢带表面镀铑方法

说明书

一种钢带表面镀铑法：以普通低碳冷轧钢带为原料并脱脂除油；水洗并烘干；在全氢保护气氛下退火；镀覆；自然冷却至室温。本发明在钢带表面生成2.5~3.5µm的Ni‑Cu/Ag‑Pd/Pt/Rh复合镀层，硬度70~75 HV，表面粗糙度0.020~0.030µm，孔隙率不超过2个/cm²，镜面反射率99.92~99.99%；电阻率0.05~0.09µΩ∙cm，热导率380~390 W/m∙K；常温下连续放置5000 d后，表面氧化面积不超过0.05%，失光率不超过0.07%；在350~400℃下连续放置5000 h后，表面氧化面积不超过0.07%，失光率不超过0.09%；在100 KHz超声波下连续放置5000 h后，镀层厚度无明显变化，也未出现脱落和裂纹，完全满足钟表、珠宝、精密仪表等行业需要。

技术领域

本发明涉及材料表面处理方法，确切地属于一种钢带表面镀铑的方法，广泛用于钟表、珠宝、精密仪表等行业。

背景技术

铑(Rh)是一种重要的贵金属，具有良好的延展性能、表面性能、导电性能、导热性能、抗氧化性能等，广泛用于钟表、珠宝、精密仪表等行业。但是，由于Rh属于地壳中稀缺元素，价格昂贵，其应用受到较大限制。为降低成本，节约用量，业内目前通行的做法是采用镀Rh钢带来替代纯金属Rh，通过Rh镀层来实现某些使用性能。

就传统的钢带镀铑工艺来说，其一般是在冷轧钢带表面连续分段电镀Cu、Ni、Ag、Rh等单金属，形成Cu/Ni/Ag/Rh复合镀层，其存在如下不足：

第一，由于该镀层以Cu为内镀层，容易发生氧化，从而导致镀层的稳定性下降。此外，一旦腐蚀介质通过Rh镀层的裂纹和针孔，穿过Ag、Ni和Cu的孔隙到达Fe基体，由于Fe基体是腐蚀电偶的阳极，很快就会腐蚀而出现锈点，从而造成整个复合镀层的稳定性大大降低。

第二，在电镀Ni的过程中，易析出H₂，而Ni恰好又是一种吸H₂的金属，H₂渗透到镀层里容易引起氢脆，导致镀层产生裂纹。

第三，在电镀Ag的过程中，需要使用剧毒的氰化物做电镀液，这会严重污染环境。此外，作为中间层的Ag镀层在空气中极易氧化，且容易受到硫化物的腐蚀。如果后续镀Rh工序无法及时跟进，将会导致Ag镀层表面产生较多缺陷，极大影响Rh镀层的稳定性，使整个复合镀层的镜面反射率和光泽度大幅下降，严重影响使用性能。虽然有文献报道可通过热喷涂的方式镀Ag，但一方面，所得Ag镀层厚度往往较大，一般可达几十个微米，甚至更高，原料浪费太大，性价比过低。另一方面，热喷涂过程中，由于加热温度不低于Ag的熔点，表面炽热的Ag镀层在空气中更容易氧化，表面缺陷更多，更不利于后续的镀Rh。

第四，在电镀Rh的过程中，其主要问题在于：一是电镀过程中容易析H₂，而Rh恰好对H₂具有较强的吸收能力，容易使其渗透到整个镀层内部，产生氢脆现象，导致镀层产生裂纹。二是Rh作为世界上最稀有的贵金属之一，在地壳中的含量仅为十亿分之一，约为Pt储量的2％或Pd储量的10％，比Au、Ag、Pt、Pd等贵金属要稀少很多。因此，Rh的价格极其昂贵，每盎司Rh的价格约为Au的2倍。采用电镀工艺镀Rh，由于电流效率很难达到100％，镀层厚度无法保证精确控制，会产生较多的废液，造成Rh的大量浪费。一般要通过繁琐的后续处理才能加以回收，而这会增加额外的生产成本。三是由于长时间连续分段电镀，不仅能耗高，且镀层表面极易产生钝化效应，导致Rh镀层的表面质量往往不佳，孔隙多、光泽度低。四是Rh镀层一般硬度高，应力大，脆性强，厚度超过3μm时就容易产生龟裂。冲压制件时，镀层与基板之间变形不协调，容易脱落，稳定性太差。

因此，通过连续分段电镀形成Rh镀层的传统工艺存在较多问题，其既不符合国家节能环保政策的要求，镀层性能也难以满足行业日益严苛的使用标准。

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