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第５期２０２３年１０月机电元件ＥＬＥＣＴＲＯＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬＣＯＭＰＯＮＥＮＴＳＶｏｌ ４３Ｎｏ ５Ｏｃｔ ２０２３收稿日期：２０２３－０４－１９化学镀镍－磷－锡在连接器外壳上的应用研究安远飞，沈岳军 ，刘志运（贵州航天电器股份有限公司，贵州贵阳，５５０００９） 摘要：利用化学镀镍磷锡溶液和化学镀镍－磷溶液对连接器铝合金外壳进行施镀，摸索多元合金化学镀层在连接器上的应用。
结果表明，连接器采用镍磷锡镀层在高磷化学镀镍的基础上耐蚀性有较大提升，镍磷锡镀层为非晶态。
同时，镍磷锡镀层较镍磷镀层应力低，更加试用于翻铆或打标工艺。
关键词：铝合金；化学镀镍磷锡；化学镀镍磷；耐蚀性；应力Ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－６１３３．２０２３．０５．００８中图分类号：ＴＰ３９１ ９ 文献标识码：Ａ 文章编号：１０００－６１３３（２０２３）０５－００２６－０４１ 引言作为地壳中较多的金属元素铝，因其有着优良的导电导热和容易加工的性能，在国民经济生产生活中广泛应用于航天、航空武器装备中［１－２］。
虽然铝合金有众多的优点，但运用在连接器方面为提高连接器材料的综合性能，保障元器件相关性能，众多企业铝合金材料会进行表面处理，处理方式有阳极氧化、电镀、喷漆、纳米涂层及化学镀的方法，其中化学镀镍－磷工艺大量运用在连接器铝合金材料上［３－５］。
铝合金化学镀镍－磷合金因其具有较好的耐蚀性和耐磨性被广泛应用，但从目前生产使用来看，在铝合金上进行化学镀镍耐中性盐雾最多只能满足９６小时，远达不到在海洋环境或更加严酷的环境下使用，因此寻找一种耐蚀性较好且相关性能不降低的镀层迫在眉睫。
本文通过对连接器铝合金外壳进行化学镀镍－磷－锡和化学镀镍－磷合金两种镀层进行外观和相关性能的对比，找出化学镀镍－磷－锡镀层耐蚀性较好的原理。
同时，对比目前化学镀镍－磷合金的外观和相关性能，确认化学镀镍－磷－锡镀层是否可在生产中进行推广进行了描述。
钕铁硼磁体表面镀镍新技术
张钧
【期刊名称】《稀土信息》
【年(卷),期】1998(000)004
【摘要】户田工业公司成功地将可大幅度提高钕铁硼粘结磁体机械强度的镀镍处理技术用于工业化生产。
钕铁硼粘结磁体最大的应用领域是硬盘驱动器(HDD),1996年日本国内硬盘驱动器的消费量约为1亿个,可以预言,今后的需求量仍将稳步增长。
基于这个原因,该公司1997年9月完成了大竹工厂(广岛县大竹市)批量生产所需设备及检验设备的安装,同时为确保能提供满足HDD领域要求的高耐久性和可靠性的磁性材料,还积极组织了
【总页数】2页(P10-11)
【作者】张钧
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】TQ153
【相关文献】
1.钕铁硼磁体表面化学镀 Ni-Cu-P 合金工艺及性能研究 [J], 王勇;张祖军
2.化学镀镍镀钯浸金表面处理常见品质缺陷及解决方案 [J], 贾莉萍;陈苑明;王守绪
3.化学镀镍浸金和化学镀镍镀钯浸金表面处理工艺概述及发展趋势 [J], 谢梦;张庶;向勇;徐玉珊;徐景浩;张宣东;何波
4.印刷电路板铜电路表面化学镀镍前预镀镍替代无钯活化 [J], 姚俊合;何湘柱;陈云
毅;唐旭东;彭胜隆
5.一种用钕铁硼镀镍废料烧结而成的钕铁硼磁体 [J],
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#新工艺新技术#化学镀镍铜磷在钕铁硼表面处理上的应用研究欧萌,张蕾(信息产业部电子第二研究所,山西太原030024)摘要:为提高钕铁硼表面镀层的耐蚀性,使其具有更高的经济附加值,采用在化学镀镍磷合金液中添加适量的铜离子及其复合络合剂,制得镍铜磷三元合金。
研究了镍离子、铜离子、次亚磷酸钠、复合络合剂添加量、沉积温度、pH值对合金镀层沉积速率的影响,利用中性盐雾试验比较了其与电镀镍、化学镀镍磷合金的耐蚀性能。
结果表明:化学镀镍铜磷合金能明显提高钕铁硼表面处理后的耐蚀能力。
关键词:化学镀;镍铜磷;钕铁硼;三元合金中图分类号:TQ153文献标识码:A文章编号:1001-3474(2001)04-0157-04Study of Electroless Ni-Cu-P In NdFeB Surface TreatmentOU Meng,ZHANG Lei(Electronics Second Research Institute of Ministry of Information Industry,Taiyuan030024,China)Abstract:The purpose of this study is to improve NdFeB surface plating corrosive resistance and addition-al economic value.Elec troless Ni-C u-P ternary alloy deposits are prepared by addition of cupric sulfate and comple x in eletroless Ni-P alloy plating bath.The effect of nickel copper,concentration of sodium hy-pophoshite,complex,deposition temperature and pH on alloy deposition rate are studied.The corrosion resis-tance of electroless Ni-Cu-P alloy deposits are compared with that electroplating Ni and electroless Ni-P alloy deposits by corrosion tests.The results indicate that NdFeB layer are greatly improved in corrosion resis-tance by elec troless Ni-Cu-P ternary alloy.key words:Electroless;Ni-Cu-P;NdFeB;Ternary alloyDocument Code:A Article ID:1001-3474(2001)04-0157-04自80年代初以来,钕铁硼作为一种新型的优异的永磁材料,在近十年内取得了飞速的发展,它主要应用于国内外的一些新兴发展产业和支柱产业,如:计算机行业、信息行业、通讯行业、汽车行业、核磁共振成像行业、CD-ROM、DVD等声像行业。
据美国市场调查,2000年全世界家用PC机总销售量将达4 000万台,这就需要钕铁硼磁材3000多吨,就目前世界年产汽车5500万辆,也需要钕铁硼磁材5000多吨。
在国内市场中,我国作为扬声器的生产大国和出口大国,每年仅此一项就需钕铁硼磁材4000吨。
另外由于我国环境保护的要求,许多城市对于摩托车上街都已开始进行限制,电动车发展已在一些城市悄然兴起,这对钕铁硼磁材也是一个广阔的市场。
目前我国烧结钕铁硼的销售量已与日本相同,年产近6000吨,占全球总量的41%左右。
我国有着丰富的稀土资源,约占世界探明储量的70%以上,再加上廉价的劳动力,使我国的产品在中低档磁材中有着很强的竞争力。
在钕铁硼永磁材料中,由于材料中钕的质量分数高(36%~38%),材料的化学性质也极其活泼。
这种材料在潮湿的空气中极易作者简介:欧萌(1969-),男,本科,工程师,毕业于太原理工大学,主要从事化工工艺的研究工作。
157第22卷第4期2001年7月电子工艺技术Electronics Process Technology氧化,并与酸发生强烈的反应而腐蚀,钕铁硼合金的晶界处存在富钕相,极易产生晶间腐蚀,严重时,大量钕氧化物和氢化物的形成,使其材料粉化,又因为它具有选择性腐蚀,从而导致磁性能的严重恶化。
另外,钕铁硼永磁材料是通过粉末冶金成型的产品,产品的结构疏松、孔隙率高、表面状况较差、脆性大,钕铁硼具有的最大弱点就是耐蚀性差。
因此如何有效地提高钕铁硼的耐蚀能力,对其扩大应用领域,增强市场竞争力是至为重要的。
现在较常用的表面处理方法有电镀单层镍、双层镍、化学镀镍磷合金以及其它一些复合镀技术。
目前,化学镀镍磷合金在钕铁硼表面防护上已取得了初步成果,而以镍磷二元合金为基体,通过与其它金属离子共沉积,可以形成三元、四元等多元合金,如镍铜磷、镍钨磷、镍钼磷、镍钴磷、镍锡磷等,这类多元合金不仅具备超出二元合金的性质,还具有特别的功能特性,能达到更高的使用要求。
三元化学镀镍所用的合金化元素大部分是不能单独沉积的,因而这些元素与镍磷的共沉积是由于镍的还原沉积而诱导沉积的。
此外在钕铁硼表面沉积时,由于铜的析出电位较正,很容易置换电位较负的钕原子和铁原子,而优先在工件表面形成置换铜。
因此,要想在钕铁硼表面获得良好的镍铜磷合金镀层,首先应抑制置换铜的析出,另外,从合金的共沉积机理分析,为实现镍和铜离子的共沉积,必须使二者的析出电位相近。
我们采用的是加入适当的络合剂来降低铜的析出电位,使之接近镍的析出电位,达到共沉积的目的,由于镍和铁的电位相近,这样一来,铜的置换析出也就不存在了。
为此我们尝试了多种复合络合剂,取得了一定的效果。
1实验方法1.1实验材料D10mm@1.5mm钕铁硼磁材1.2实验设备(1)HH#S电热恒温水浴锅;(2)TG-504分析天平(最小分度值2mg);(3)DF-27多用腐蚀试验箱。
1.3实验方法(1)主要工艺流程倒角滚光)除油)酸洗)活化)预浸)化学镀镍铜磷)封闭;(2)化学镀镍铜磷合金的镀液组成与操作条件见表1;(3)镀层性能测试。
用分析天平称取合金增重以确定合金沉积速率,用mg/c m2#h表示;用滤纸法测定镀层的孔隙率,溶液组成为:铁氰化钾10g/L,氯化钠20g/L,滤纸黏贴时间为10min,然后将印有斑点的滤纸,用蒸馏水冲洗后,放在洁净玻璃板上,干燥后根据斑点特征计算孔隙率,用个/c m-2表示;用DF-27多功能腐蚀箱按GB6458-86标准,对样片进行中性盐雾试验,来检验其耐蚀性能,用小时表示。
表1镍铜磷合金镀液c(NiSO4#6H2O)/g#L-132c(CuSO4#5H2O)/g#L-11c(Na H2PO2#H2O)/g#L-120c(Na3C6H5O7#2H2O)/g#L-150c(促进剂)/g#L-140c(复合络合剂)/g#L-15pH值8.5温度t/e902结果与讨论2.1不同条件下的化学镀沉积速率2.1.1镀液中硫酸镍浓度的影响从图1可看出,硫酸镍的浓度为26~32g/L时,对沉积速率影响较大,但为32~34g/L时的影响较小。
这是由于对多数共沉积的元素来说,沉积层中的Ni/Me之比(Me为合金化元素)与溶液中相应离子的比例并不成线性关系,而主要与它们在溶液中的有效浓度比成线性关系,同时,有效浓度将与所使用的络合剂及其温度、pH值甚至搅拌都有很大关系,因此当硫酸镍浓度为32~34g/L时,其有效浓度增加较少,使反应速率并没有明显的提高。
2.1.2镀液中硫酸铜浓度的影响从图2可以看出,随着硫酸铜浓度的增加,沉积速率下降,在0.25~1g/L时,下降趋势缓慢,在1~ 1.5g/L时,下降趋势增大。
这是由于铜离子的增加将会减缓还原剂对镍离子的作用,铜的沉积速率提高,镍的沉积速率减缓,但由于两种合金元素在镀液中浓度差值较大,使得整个镀层的沉积速率减缓。
2.1.3镀液中次亚磷酸钠浓度的影响从图3可以看出,次亚磷酸钠在浓度低时(14~ 18g/L),对沉积速率的影响较小,浓度较大时(大于18g/L),影响较大,但由于是化学镀,镀速不能太快,否则将会不易控制,引起镀液的自分解。
158电子工艺技术第22卷第4期2.1.4 镀液温度对沉积速率的影响从图4可以看出,随着温度的升高,沉积速率按指数规律上升,这与一般化学反应速度与温度关系是一致的,即符合阿仑尼乌斯定律,即反应速度常数与温度的变化关系为:K =Ze -v E/R T或lg k =lg Z -v E/2.303R T 式中:K )速度常数;Z )指数前因子;v E )表观激活能。
通过沉积速度的对数值与温度的倒数(1/T)作图得一直线,如图5所示,从而求得化学镀镍铜磷总反应的表观活化能v E =47000kJ/mol。
2.1.5 镀液pH 值对沉积速率的影响从化学镀的理论来看,pH 值越高则沉积速度越快,而其镀层中磷的质量分数会有所下降,从图6可以看出,当pH 值小于8.5时,随着pH 值的增大,沉积速率呈直线上升,这是因为次亚磷酸钠的还原能力随pH 值的增加,急剧增大,使反应速度大幅提高,而pH 值大于8.5以后,反应速度却变化较小,这可能是因为溶液中络合离子[Ni(NH)3]6#Cu(NH 3)4等的大量产生,使有效离子浓度迅速下降而造成的。
2.1.6 复合络合剂对沉积速率的影响从图7中可以看出,复合络合剂浓度在小于5g/L 时,沉积速率随着复合络合剂浓度的增加,而大幅提高;但当复合络合剂浓度增至5g/L 以上时,沉图5 lgk 与1/T @103的关系积速率反而随着复合络合剂浓度的增加而有所下降。
这主要是因为加入复合络合剂,可以提高溶液中有效离子的浓度,从而增加沉积速率,但复合络合剂对还原剂的还原能力有一定的抑制作用,当添加量过高时,其对沉积速率的负作用增长超过正作用,反而使沉积速率有所下降。
2.2 三种镀层的性能比较2.2.1 孔隙率采用贴滤纸法测定三种工艺不同厚度下的孔隙率,结果见表2。
可以看出,三种工艺中以化学镀镍铜磷合金镀层最为致密,当镀层厚度达到10L m 时,即可消除孔隙,这是其它两种工艺所不能比拟的。
表2 三种工艺不同厚度下的孔隙率比较工艺厚度B /L m51015电镀镍Q /个#cm -2382114化学镀镍磷合金Q /个#cm -2841化学镀镍铜磷合金Q /个#cm-222.2.2 耐蚀性对三种工艺的不同厚度镀层,按GB6458-86标1592001年7月 欧 萌等:化学镀镍铜磷在钕铁硼表面处理上的应用研究准进行中性盐雾试验,来比较它们的耐蚀性,结果见表3。
