[其他]在金属丝上电镀连续镍膜的工艺和装置

说明书

本发明是关于电镀的一种工艺和装置，该电镀是采用移动方式在金属导线上形成一种连续的镍膜，该镍膜是以可控制尺寸的呈球状物。

美国专利NO.4492615使本申请者了解到一种涂敷长尺寸金属层的工艺和装置。它是特定用于铝电导体或一种它的合金直接镀镍的，这就是说，没有采用中间介质层，该导线直径在1.5至3mm之间，它既可在工业上用，也可民用。

该工艺包括传递金属丝，接下来，首先是清除残留的润滑剂。然后，通过一个提供液流的装置，（该液流以下称之为活化液）依靠一个直流或脉冲电流，在该液中所含有的酸性化合物和（或）碱性化合物的作用下，该金属丝载有正电荷。该金属丝获得一种表面（该表面以下被称为活性表面）该表面非常适合于接下来的涂敷或电镀过程。接着，金属丝穿过一种镀镍液，在镀镍液中，依靠同样的外加电流，金属丝载有负电荷，並逐渐被镍覆盖，直至形成一个连续膜。该过程可以生产以近于每分钟300米速度移动的金属丝。镍膜的厚度为几个微米，该镍膜具有特别好的粘附力，並具有低的不变的接触电阻，这些性质对于提供可靠的导电体是不可缺少的。上述的镍膜粘附性使金属丝直径可降到0.78mm也不至发生镍层的剥落或破损。

以上援引的专利也提出了一个整体装置，其中活化槽和镀镍槽都接近5米长，其中，每个槽中都提供一个平面或平板电极，该电极与电解液中的金属丝的所有移动途径保持平行。

当前，申请人的目的是采用一定数量的直径小于1mm的镀镍铝丝进行绞合，进而生产电缆，他们设想利用上述工艺，附设一系列外加的拔丝加工过程，通过这个过程提供较细直径的金属丝。但是，他们在镀镍金属丝的性能方面遇到了麻烦，由于截面积明显的减小，所生产的金属丝的接触电阻的等级下降，並产生接触电阻可变性的不良后果。

由此原因，申请人们力图采用他们的工艺涂敷精细金属丝，以便能直接绞合，从而避免任何拔丝加工过程。但是，又遇到了新的缺点，例如产生粉状沉积或不连续的薄膜。

近而，申请者提出了一个根据本发明的电镀工艺针对上述问题提出了一种解决方案，该方案可以用于各种直径的金属丝。该工艺是移动式的，它在作为导电用途的金属丝上沉积一种连续镍膜，该镍膜是以可控制尺寸的珠状物的形态形成的。在该工艺中，金属丝被去除油污之后，通过一种有电位差的活化电解液，使金属丝带有某一电流密度的正电荷，经过漂洗后，金属丝通过一个有电位差的酸性镀镍液，使金属丝带有某一电流密度的负电荷。最后有一个漂洗过程和一个烘干过程。该工艺的特征在于，为了沿着金属丝移动的途径调制电流密度，在镀镍液的上游部位和（或）活化液的下游部位，电流密度被降低，镀镍液中的酸度被调节在PH值1至5之间。

因此，该工艺包括上述专利中所采用的装置，但是其中附加了一种特殊装置，该装置一方面使镀镍液中产生一种特殊的具有良好粘附力的珠状镍沉积物，另一方面控制上述珠状物的尺寸和分布，用这种方法在金属丝表面提供连续的覆盖层或镀层。关于活化电解液，发现上述特殊装置对于金属丝表面的制备方面具有良好的效用，特别是采用建立镍的固定中心的方式。

上述的装置一方面通过降低在镀镍液槽的上游部位或活化液的下游部位的电流密度形成上述装置，在先有技术中，有一个单电极或一组复合电极，这些电极沿电解液槽有规则地排列並与金属丝平行，在镀镍液的上游部位电流密度很高，特别是电流密度的大小随着输入电流强度的增加按比例地增加，这可能对沉积物的质量有害。

申请人发现，为了产生珠状粘附的镍镀层的最好的覆盖基质，（该基质提供低的接触电阻）必须降低镀镍液上游部位的电流密度。

这一改进强调更换原有工艺所特有的电流密度曲线，即该曲线从该电解液的入口处到出口处是下降的，现用一条有规则地升高然后再缓慢降低的曲线代替它，这条曲线在该电解液的某个位置产生最大电流密度，这个位置处于距入口的长度为电解液槽长度的三分之一处到液槽中心之间。同时要尽可能地减少最大电流密度和最小电流密度之间的差值。

在上述条件下，可减小珠状物的尺寸，从而产生较高级的金属丝镀层，因此大大改进了接触电阻值。

另一方面，按照本发明的装置，包括将镀镍液中的酸度调整到PH值1至5之间，本发明者发现在该范围内也可能减小镍珠状物的尺寸，以得到上述的优点，尤其是在酸度增加的情况下。这个结果在PH值为2.5至3.5之间时尤为显著。

该电解液的酸度可用增加镀镍液中的硫酸量的方式来增加，与上述专利中所叙述的相同，镀镍液也含有氯化镍和原硼酸，而活化电解液含有的组分也与上述专利中所叙述的相同。