[发明专利]一种铍青铜弹性器件的多层电镀工艺

说明书

本发明公开了一种铍青铜弹性器件的多层电镀工艺，该电镀工艺包括如下步骤：在铍青铜电镀基材上，依次进行零件状态检查、装挂、除油、清洗、酸洗、清洗、镀铜、清洗、装挂、活化、清洗、镀镍、清洗、装挂、活化、清洗、镀金钴、清洗、过乙醇烘干、检验。本发明在铍青铜电镀基材上，采用混合酸酸洗，对表面的氧化物进行酸洗腐蚀，保证基体的表面质量和尺寸精度，为消除不同铍含量、杂质含量和基体材料中α、β、γ、δ等不同相对电镀工艺参数的影响，采用镀铜、镍和金钴三层的工艺方案，在每层的电镀过程中，实现阴极移动和槽液搅拌，并开展经结合力、厚度、硬度和表面粗糙度的测试，性能稳定，经温度循环冲击、10supgt;9/supgt;次疲劳冲击，镀层的结合力稳定。

技术领域

本发明涉及金属表面工程和表面处理技术领域，尤其是一种铍青铜弹性器件的多层电镀工艺。

背景技术

铍青铜是一种良好的电接触材料，尤其在接触件、触头材料、旋转连机器和滚动电旋转传输中，具有很好的电接触和耐疲劳弹性性能，是电旋转传输部件材料的核心弹性部件，决定着电传输的性能指标。

受制造过程中空气氧化和加工介质而产生的表面腐蚀现象，影响了铍青铜材料的电接触性能。

现有的电旋转传输部件均采用在铍青铜材料表面电镀镍、金/金钴的表面防护，受铍青铜材料原材料铍含量差异，导致电镀层结合力存在明显偏差，且受循环的应力次数下，镀层的结合力下降明显，电传输性能恶化。

当前，国内主要采用两层或者单层的电镀方案，受不同的铍青铜铍含量和晶体结构组织状态的影响，两层或者单层的电镀工艺稳定性不高，造成表面黑点（见图1）、镀层不均匀的现象，表面黑点影响了电接触电阻的稳定性。。

而且，现有的两层或者单层的电镀方案受10⁷，10⁸，10⁹次的循环疲劳应力作用，存在循环应力疲劳下结合力下降明显的问题，在10⁷次循环疲劳时，镀层出现了开裂、起皮和鼓泡等不良现象（见图2），不能满足10⁹次循环疲劳应力作用要求，耐高周疲劳性差。

因此，10⁹次循环疲劳应力作用下，尤其考虑基体材料表面应力的影响，基体表面的合金成分和应力状态有关。基体晶格畸变突出时，增大的内应力将使结合界面耐蚀性差，并将削弱强金属键力形成的结合强度。当这种内应力接近或超过镀层和基体的结合强度或它们本身的强度极限值时，将使零件变形，甚至使镀层起皮，产生裂纹或剥落。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铍青铜弹性器件表面沉积Cu/Ni/AuCo的多层电镀工艺，用于改善铍青铜薄壁圆环在滚动电传输装置中的电接触性能。

本发明在铍青铜电镀基材上，采用混合酸酸洗，对表面的氧化物进行酸洗腐蚀，保证基体的表面质量和尺寸精度，为消除不同铍含量和杂质含量对电镀工艺参数的影响，并消除不同的时效强化状态（基体材料中有α、β、γ、δ等不同相的存在），为了进一步提升结合力和电镀工艺稳定性，采用镀铜、镍和金钴三层的工艺方案，在每层的电镀过程中，实现阴极移动和槽液搅拌，并开展经结合力、厚度、硬度和表面粗糙度的测试，性能稳定，经温度循环冲击、疲劳冲击，镀层的结合力稳定。

从有利于基体材料与电镀层材料结合的角度，在第一层进行镀铜是合适的，相对于镍、钯等镀层，因为铜镀层与铜合金基体具有相近的晶格特点而最有利于提高结合强度。

铜是一种具有良好延展性﹑导热性和导电性的金属。密度为8.9g/cm³，熔点为1083℃，原子量为63.54。在化合物中有一价铜和两价铜，一价铜的电化当量为2.372 g/(A•h)，二价铜的电化当量为1.186g/(A•h)，铜的标准电极电位φ0Cu+/Cu=+0.52V，φ0Cu+/Cu= +0.34V。