【知识】提高金刚石电镀质量的镀前工艺

博锐新材料 2018-12-05 11:46:01


(
)镀前处理新工艺

  金刚石是目前发现的硬度最高、锋利性较好的磨粒。采用电镀的方法将金刚石磨料"电镀"在金属基体上,代替传统的压铸烧结法,不仅投资少、成本低,而且避免了在高温情况下金刚石的氧化,保证了金刚石的硬度和锋利性。
  在整个电镀金刚石过程中,90%以上的电镀层结合不良是由于镀前处理不良所致。因此,要提高电镀质量,最主要的是做好镀前处理。
  镀前处理的内容大致包括:除油、防锈、浸蚀、酸洗、活化清洗以及加辅助电极和装挂等。
  为了提高镀层质量,经过对国内外的电镀行业情况进行分析和比较,结合实际,制定了镀前处理新工艺流程如下:去毛刺清洗涂绝缘胶擦洗化学除油热、冷水冲洗酸洗冷水冲洗电化学除油冲洗阳极处理冲洗入槽。
1.去毛刺用砂纸和手锉将工件上的毛刺除去,防止工件表面呈现介电的不良状态。
2.清洗用酒精将工件擦洗一遍,初步清除工件表面的油污。
3.涂绝缘胶将擦洗后的工件,在非镀部位上涂一层快速粘合剂,使非镀部位绝缘。
4.擦洗为了防止需镀部位被涂上绝缘胶,用手锉或砂纸将该部位再打磨一遍,然后冲洗。
5.化学除油除油剂配方。
  氢氧化钠具有很强的皂化作用,与动植物油反应,生成可溶性飞皂和甘油。十二烷基硫酸钠是一种表面活呼剂,在其十二烷基疏水基团和硫酸根亲水基团的协同作应下,降低了液体与工作之间的表面张力。它作为一种碱液添加剂,加快了除油速度。碳酸钠和硅酸钠则是两种缓冲剂对处来酸起缓冲作用,使融液的PH值基本上保持不边。将工件置与于上述溶液中,在40℃60℃的情况下清洗30分钟左右。
6.热,冷水冲洗先用热水冲洗,在用冷书冲洗,避免除油液进入酸溶液中。
7.酸洗酸洗液配方,其目的是去除基体表面的氧化皮。
8.冷水冲洗酸洗后,将工件夹出,用冷水冲洗,然后装挂到电化学除油槽内。
9.电花学除油电化学除油剂配方
  把工作装挂在此溶液内,接同点源,先阴级处理1分钟,然后阳极处理3分种。所采用的电流密度为10A/dm2,电极为不锈钢板。电化学除油的反应如下:
  阳级除油:4OH--2e=O2+H2O
  阴极除油:2H++2e=H2
  采用先阴后厌极的联合除油法,具有去油速度快,无氢脆的优点。
10.冲洗将用电化学除油后的工件用书进性行冲细洗,准备竟行阳行处理。
11.阳极处理
  阳极处理液配方见表4所示,将基体装挂好,需镀部位插入该液中。负极用铅板,正极用基体。电流密度为25A/dm2,通电时间为3分钟。阳级处理避免了产生氢脆的现象,尤其适合于入槽前的最后一道工序。
12.冲洗入槽将阳极处理完毕的基体快速进行冲洗后,放入电镀槽中,准备电镀。
  至此,完成金刚石电镀的整个镀前处理。
()实验结果
  实验将试件分成五组,在不同的镀前处理工艺流程下进行镀前处理,然后在同一电镀条件下入槽电镀。各组试件具体处理条件。
  试样采用15152mm2的铁片。实验时,温度为40℃1℃,电流密度为40MA/dm2,阳极为纯净的2镍板,阴极为试件。
  对电镀完的试件进行结合力和脆性两方面的检验。镀层结合力检验是采用定性的实验检测方法即锉刀试验法。所谓锉刀实验法是指用锉刀由基体向镀层方向成45o锉镀层边缘。如镀层不被带起或脱落,则为合格。
  当结合力良好时,再进行镀层的脆性检验。脆性检验采用的是弯曲法。弯曲法将试件夹在虎钳上反复弯曲,同时用放大镜观察弯曲部位的变化至出现第一条裂纹为止。
  由表5的测量结果可知,采用新工艺,试件表面光洁性好,油污和氧化皮被除净,试件呈现出良好的受镀状态。镀层金属与基体金属间的结合力良好,镀层的均匀性、完整性都较好。
()结论
1.采用机械去毛刺、锉磨需镀部位的方法,防止工件表面呈现介电的不良状态;
2.将十二烷基硫酸钠作为碱添加剂,加强了基体表面的活性,去油速度快、质量好;
3.采用低温去油,使基体不受热应力影响;
4.在化学除油和酸洗后,又采用电化学除油和阳极处理,大大地改变了基体表面的状态,提高了镀液的分散能力和覆盖能力,提高了镀层的均匀性、完整性,增强了镀层的结合力。