CN103233234B - 一种零件局部镀铜方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电镀技术,涉及对零件局部镀铜方法的改进。其特征在于,电镀铜保护的步骤如下:镀前处理;零件整体电镀铜;局部镀铜区域保护;去铜;清除聚四氟乙烯胶带。本发明的优点是:第一、能防止局部渗氮/渗氰处理区域镀上铜层、同时便于清除保护物,从而保证了局部渗氮/渗氰处理的效果。第二、简化工艺流程,将电镀前两次镀前处理调整为一次镀前处理。
Description
技术领域
本发明属于电镀技术,涉及对零件局部镀铜方法的改进。
背景技术
在某些零件的制造过程中,需对零件局部渗氮/渗氰处理以提高该区域的硬度和耐磨性。为防止非渗氮/渗氰区域在渗氮/渗氰过程中物理性能的改变,采用镀铜层(镀层厚度≥50um)作为防渗氮/渗氰保护层。在局部镀铜过程中,需要在镀铜溶液中长时间浸泡,浸泡时间3h~4h,为了防止局部渗氮/渗氰处理区域镀上铜层,需要采用铅胶带粘接或者采用涂覆化铣保护胶的方法保护局部渗氮/渗氰处理区域,然后进行镀铜。其缺点是:第一、保护效果差。若采用铅胶带粘接方法保护局部渗氮/渗氰处理区域,铅胶带的密封性能差,在长时间电镀过程中,电镀液容易渗入被保护区域,导致局部渗氮/渗氰处理区域镀上铜层,影响渗氮/渗氰处理效果。若采用涂覆化铣保护胶的方法保护局部渗氮/渗氰处理区域,在电镀后,化铣保护胶难以清除,在局部渗氮/渗氰处理区域有残留,同样影响渗氮/渗氰处理效果。第二、工艺方法繁琐。需要在绝缘装挂前先对零件进行有机溶剂除油、化学除油、电化学除油、腐蚀、中和等一系列镀前处理,绝缘装挂后需再次进行镀前处理后才能进行电镀。
发明内容
本发明的目的是:提出一种能防止局部渗氮/渗氰处理区域镀上铜层、同时便于清除保护物的零件局部镀铜方法,以便保证局部渗氮/渗氰处理的效果。本发明的目的之二是简化工艺流程。
本发明的技术方案是:一种零件局部镀铜方法,用于在渗氮或渗氰过程中保护非渗氮或渗氰部位,其特征在于,电镀铜保护的步骤如下:
1、镀前处理:
1.1、有机溶剂除油:采用下述方法之一进行除油:
1.1.1、采用三氯乙烯蒸汽除油,将零件放入三氯乙烯蒸汽除油槽中,三氯乙烯蒸汽温度为87℃~91℃,除油时间为1min~5min;
1.1.2、采用脱脂棉蘸取丙酮或丁酮溶剂擦拭零件表面,去除零件表面的油污;
1.2、化学除油:将零件放入装有化学除油液的除油槽中浸泡3min~20min,化学除油液的配方为:
氢氧化钠:60g/l~80g/l;
碳酸钠:20g/l~40g/l;
磷酸钠:20g/l~40g/l;
硅酸钠:3g/l~10g/l;
溶剂为去离子水;
除油液的温度:70℃~90℃;
1.3、电化学除油:将零件放入装有电化学除油液的除油槽中通电除油,阴极除油3min~5min,阳极除油1min~5min,化学除油液的配方为:
氢氧化钠:30g/l~50g/l;
碳酸钠:20g/l~30g/l;
磷酸钠:20g/l~30g/l;
硅酸钠:3g/l~5g/l;
电化学除油液的总碱度相当于NaOH浓度40g/l~60g/l;
溶剂为去离子水;
极板材料:低碳钢板或镀镍钢板;
电流密度:3A/dm2~10A/dm2;
电化学除油液的温度:60℃~80℃;
1.4、腐蚀:
1.4.1、强腐蚀:将零件放入装有强腐蚀液的强腐蚀槽中进行强腐蚀,强腐蚀液的配方如下:盐酸的体积浓度为50%以上,若丁的体积为盐酸体积的0.4%;强腐蚀液的温度:10℃~40℃;强腐蚀时间:不大于10min;
1.4.2、弱腐蚀:将零件放入装有弱腐蚀液的弱腐蚀槽中进行弱腐蚀,弱腐蚀液是浓度为100g/l~150g/l的硫酸或者浓度为100g/l~150g/l的盐酸,弱腐蚀液的温度为10℃~40℃,弱腐蚀时间为0.5min~2min;
1.5、中和:将零件放入装有中和液的中和槽中进行中和,中和液是浓度为30g/l~50g/l的碳酸钠,中和液的温度为10℃~40℃,中和时间为0.5min~1min;
2、零件整体电镀铜:将拴挂后的零件放置在镀铜溶液中进行电镀,电镀液配方为:
氰化亚铜:35g/l~70g/l;
***:7g/l~15g/l;
氢氧化钠:10g/l~15g/l;
酒石酸钾钠:30g/l~60g/l;
碳酸钠:<60g/l;
溶剂为去离子水;
阳极材料:纯铜铜板;
电镀液温度:40℃~60℃;
电流密度:1A/dm2~4A/dm2;
镀层厚度:50μm~80μm;
3、局部镀铜区域保护:局部镀铜区域是非渗氮或渗氰区域,需要进行保护,采用聚四氟乙烯胶带将局部镀铜区域覆盖粘贴,在粘贴聚四氟乙烯胶带时,应保证胶带内无气泡存留,粘贴后将胶带边缘压紧,使其与零件表面紧密贴合;
4、去铜:将零件放入装有去铜液的去铜槽中浸泡1h~1.5h,去铜液的配方是:
铬酐:100g/l~150g/l;
硫酸:20g/l~30g/l;
溶剂为去离子水;
去铜液温度:10℃~40℃;
5、清除聚四氟乙烯胶带:将聚四氟乙烯胶带从零件表面局部镀铜区域剥离。
本发明的优点是:第一、能防止局部渗氮/渗氰处理区域镀上铜层、同时便于清除保护物,从而保证了局部渗氮/渗氰处理的效果。第二、简化了工艺流程,将原来的二次电镀前处理工序优化为一次前处理工序。第三、将电镀前非镀铜区域的保护,调整为整体电镀后局部防渗氮/渗氰镀铜区域的保护,调整前保护材料在电镀铜溶液中浸泡3h~4h,调整后保护材料只需在去铜溶液中浸泡1h~1.5h,减少保护材料在溶液中的浸泡时间。
附图说明
图1是实施例1上限动环需要局部镀铜结构示意图,图中的a、b、c三个区域是需要渗氮/渗氰处理的区域,其余的部分是需要镀铜保护的区域。
图2是实施例2下限动环挡圈需要局部镀铜的零件结构示意图,图中的d、e、f、g、h几个区域是需要渗氮/渗氰处理的区域,其余部分是需要镀铜保护的区域。
图3是实施例3下限动环需要局部镀铜的零件结构示意图,图中的i、j几个区域是需要渗氮/渗氰处理的区域,其余部分是需要镀铜保护的区域。
具体实施方式
下面对本发明做进一步详细说明。本发明是一种零件局部镀铜方法,用于在渗氮或渗氰过程中保护非渗氮或渗氰部位,其特征在于,电镀铜保护的步骤如下:
1、镀前处理:
1.1、有机溶剂除油:采用下述方法之一进行除油:
1.1.1、采用三氯乙烯蒸汽除油,将零件放入三氯乙烯蒸汽除油槽中,三氯乙烯蒸汽除油温度87℃~91℃,除油时间1min~3min;
1.1.2、采用脱脂棉蘸取丙酮或丁酮溶剂擦拭零件表面,去除零件表面的油污;
1.2、化学除油:将零件放入装有化学除油液的除油槽中浸泡3min~20min,化学除油液的配方为:
氢氧化钠:60g/l~80g/l;
碳酸钠:20g/l~40g/l;
磷酸钠:20g/l~40g/l;
硅酸钠:3g/l~10g/l;
溶剂为去离子水;
除油液的温度:70℃~90℃;
1.3、电化学除油:将零件放入装有电化学除油液的除油槽中通电除油,阴极除油3min~5min,阳极除油1min~5min,化学除油液的配方为:
氢氧化钠:30g/l~50g/l;
碳酸钠:20g/l~30g/l;
磷酸钠:20g/l~30g/l;
硅酸钠:3g/l~5g/l;
电化学除油液的总碱度相当于NaOH浓度40g/l~60g/l;
溶剂为去离子水;
极板材料:低碳钢板或镀镍钢板;
电流密度:3g/l~10g/l;
电化学除油液的温度:60℃~80℃;
1.4、腐蚀:
1.4.1、强腐蚀:将零件放入装有强腐蚀液的强腐蚀槽中进行强腐蚀,强腐蚀液的配方如下:盐酸的体积浓度为50%以上,若丁的体积为盐酸体积的0.4%;强腐蚀液的温度:10℃~40℃;强腐蚀时间:不大于10min;
1.4.2、弱腐蚀:将零件放入装有弱腐蚀液的弱腐蚀槽中进行弱腐蚀,弱腐蚀液是浓度为100g/l~150g/l的硫酸或者浓度为100g/l~150g/l的盐酸,弱腐蚀液的温度为10℃~40℃,弱腐蚀时间为0.5min~2min;
1.5、中和:将零件放入装有中和液的中和槽中进行中和,中和液是浓度为30g/l~50g/l的碳酸钠,中和液的温度为10℃~40℃,中和时间为0.5min~1min;
2、零件整体电镀铜:将拴挂后的零件放置在镀铜溶液中进行电镀,电镀液配方为:
氰化亚铜:35g/l~70g/l;
***:7g/l~15g/l;
氢氧化钠:10g/l~15g/l;
酒石酸钾钠:30g/l~60g/l;
碳酸钠:<60g/l;
溶剂为去离子水;
阳极材料:纯铜铜板;
电镀液温度:40℃~60℃;
电流密度:1A/dm2~4A/dm2;
镀层厚度:50μm~80μm;
3、局部镀铜区域保护:局部镀铜区域是非渗氮或渗氰区域,需要进行保护,采用聚四氟乙烯胶带将局部镀铜区域覆盖粘贴,在粘贴聚四氟乙烯胶带时,应保证胶带内无气泡存留,粘贴后将胶带边缘压紧,使其与零件表面紧密贴合;
4、去铜:将零件放入装有去铜液的去铜槽中浸泡1h~1.5h,去铜液的配方是:
铬酐:100g/l~150g/l;
硫酸:20g/l~30g/l;
溶剂为去离子水;
去铜液温度:10℃~40℃;
5、清除聚四氟乙烯胶带:将聚四氟乙烯胶带从零件表面局部镀铜区域剥离。
实施例1:某型机上限动环需要局部镀铜,参见图1中的a、b、c三个区域,它们是需要渗氮/渗氰处理的区域,其余的部分是需要镀铜保护的区域。
1、镀前处理:
1.1、有机溶剂除油:
采用三氯乙烯蒸汽除油,将零件放入三氯乙烯蒸汽除油槽中,三氯乙烯蒸汽温度为90℃,除油时间为3min;
1.2、化学除油:将零件放入装有化学除油液的除油槽中浸泡4min,化学除油液的配方为:
氢氧化钠:65.4g/l;
碳酸钠:32.2g/l;
磷酸钠:29.5g/l;
硅酸钠:5.6g/l;
溶剂为去离子水;
除油液的总碱度相当于NaOH浓度45.2g/l;
除油液的温度:80℃;
1.3、电化学除油:将零件放入装有电化学除油液的除油槽中通电除油,阴极除油4min,阳极除油3min,化学除油液的配方为:
氢氧化钠:35.4g/l;
碳酸钠:22.8g/l;
磷酸钠:23.5g/l;
硅酸钠:3.9g/l;
电化学除油液的总碱度相当于NaOH浓度43.8g/l;
溶剂为去离子水;
极板材料:低碳钢板;
电流密度:9A;
电化学除油液的温度:70℃;
1.4、腐蚀:
1.4.1、强腐蚀:将零件放入装有强腐蚀液的强腐蚀槽中进行强腐蚀,强腐蚀液的配方如下:盐酸的体积浓度为59%以上,若丁的体积为盐酸体积的0.4%;强腐蚀液的温度:13℃;强腐蚀时间:3min;
1.4.2、弱腐蚀:将经过强腐蚀的零件放入装有弱腐蚀液的弱腐蚀槽中进行弱腐蚀,弱腐蚀液是浓度为125g/l的盐酸,弱腐蚀液的温度为13℃,弱腐蚀时间为1min;
1.5、中和:将零件放入装有中和液的中和槽中进行中和,中和液是浓度为42.6g/l的碳酸钠,中和液的温度为12℃,中和时间为0.6min;
2、零件整体电镀铜:将拴挂后的零件放置在镀铜溶液中进行电镀,电镀液配方为:
氰化亚铜:38.5g/l;
***:10.2g/l;
氢氧化钠:12.5g/l;
酒石酸钾钠:35.6g/l;
碳酸钠:20.4g/l;
溶剂为去离子水;
阳极材料:纯铜铜板;
电镀液温度:46℃;
电流:9A;
镀层厚度:62μm;
3、局部镀铜区域保护:局部镀铜区域是非渗氮或渗氰区域,需要进行保护,采用聚四氟乙烯胶带将局部镀铜区域覆盖粘贴,在粘贴聚四氟乙烯胶带时,应保证胶带内无气泡存留,粘贴后将胶带边缘压紧,使其与零件表面紧密贴合;
4、去铜:将零件放入装有去铜液的去铜槽中浸泡1.2h,去铜液的配方是:
铬酐:122g/l;
硫酸:23.5g/l;
溶剂为去离子水;
去铜液温度:13℃;
5、清除聚四氟乙烯胶带:将聚四氟乙烯胶带从零件表面局部镀铜区域剥离。
实施例2:某型机下限动环挡圈需要局部镀铜,参图2中的d、e、f、g、h五个区域是需要渗氮/渗氰处理的区域,其余的部分是需要镀铜保护的区域。
1、镀前处理:
1.1、有机溶剂除油:
采用脱脂棉蘸取丙酮或丁酮溶剂擦拭零件表面,去除零件表面的油污;
1.2、化学除油:将零件放入装有化学除油液的除油槽中浸泡3min,化学除油液的配方为:
氢氧化钠:66.2g/l;
碳酸钠:35.4g/l;
磷酸钠:30.2g/l;
硅酸钠:5.7g/l;
溶剂为去离子水;
除油液的总碱度相当于NaOH浓度46.1g/l;
除油液的温度:74℃;
1.3、电化学除油:将零件放入装有电化学除油液的除油槽中通电除油,阴极除油4min,阳极除油1.5min,化学除油液的配方为:
氢氧化钠:38.2g/l;
碳酸钠:25.4g/l;
磷酸钠:26.3g/l;
硅酸钠:3.6g/l;
电化学除油液的总碱度相当于NaOH浓度46.6g/l;
溶剂为去离子水;
极板材料:低碳钢板;
电流:16A;
电化学除油液的温度:72℃;
1.4、腐蚀:
1.4.1、强腐蚀:将零件放入装有强腐蚀液的强腐蚀槽中进行强腐蚀,强腐蚀液的配方如下:盐酸的体积浓度为62%,若丁体积为盐酸体积的0.4%;强腐蚀液的温度:12℃;强腐蚀时间:3min;
1.4.2、弱腐蚀:将零件放入装有弱腐蚀液的弱腐蚀槽中进行弱腐蚀,弱腐蚀液是浓度为125g/l的盐酸,弱腐蚀液的温度为14℃,弱腐蚀时间为1min;
1.5、中和:将零件放入装有中和液的中和槽中进行中和,中和液是浓度为38.6g/l的碳酸钠,中和液的温度为12℃,中和时间为0.8min;
2、零件整体电镀铜:将拴挂后的零件放置在镀铜溶液中进行电镀,电镀液配方为:
氰化亚铜:55.2g/l;
***:12.2g/l;
氢氧化钠:11.8g/l;
酒石酸钾钠:40.5g/l;
碳酸钠:21.2g/l;
溶剂为去离子水;
阳极材料:纯铜铜板;
电镀液温度:54℃;
电流密度:12A;
镀层厚度:58μm;
3、局部镀铜区域保护:局部镀铜区域是非渗氮或渗氰区域,需要进行保护,采用聚四氟乙烯胶带将局部镀铜区域覆盖粘贴,在粘贴聚四氟乙烯胶带时,应保证胶带内无气泡存留,粘贴后将胶带边缘压紧,使其与零件表面紧密贴合;
4、去铜:将零件放入装有去铜液的去铜槽中浸泡1.2h,去铜液的配方是:
铬酐:132g/l;
硫酸:24.5g/l;
溶剂为去离子水;
去铜液温度:13℃;
5、清除聚四氟乙烯胶带:将聚四氟乙烯胶带从零件表面局部镀铜区域剥离。
实施例3:某型机下限动环需要局部镀铜,参见图3中的i、j二个区域是需要渗氮/渗氰处理的区域,其余的部分是需要镀铜保护的区域。
1、镀前处理:
1.1、有机溶剂除油:
采用三氯乙烯蒸汽除油,将零件放入三氯乙烯蒸汽除油槽中,三氯乙烯蒸汽温度为89℃,除油时间为3min;
1.2、化学除油:将零件放入装有化学除油液的除油槽中浸泡4min,化学除油液的配方为:
氢氧化钠:64.4g/l;
碳酸钠:32.2g/l;
磷酸钠:27.5g/l;
硅酸钠:6.4g/l;
溶剂为去离子水;
除油液的总碱度相当于NaOH浓度48.2g/l;
除油液的温度:74℃;
1.3、电化学除油:将零件放入装有电化学除油液的除油槽中通电除油,阴极除油4min,阳极除油1.5min,化学除油液的配方为:
氢氧化钠:33.4g/l;
碳酸钠:24.8g/l;
磷酸钠:23.5g/l;
硅酸钠:4.1g/l;
电化学除油液的总碱度相当于NaOH浓度45.8g/l;
溶剂为去离子水;
极板材料:镀镍钢板;
电流密度:28A;
电化学除油液的温度:69℃;
1.4、腐蚀:
1.4.1、强腐蚀:将零件放入装有强腐蚀液的强腐蚀槽中进行强腐蚀,强腐蚀液的配方如下:盐酸的体积浓度为60%,若丁的体积为盐酸体积的0.4%;强腐蚀液的温度:12℃;强腐蚀时间:2min;
1.4.2、弱腐蚀:将零件放入装有弱腐蚀液的弱腐蚀槽中进行弱腐蚀,弱腐蚀液是浓度为128g/l的盐酸,弱腐蚀液的温度为14℃,弱腐蚀时间为1.5min;
1.5、中和:将零件放入装有中和液的中和槽中进行中和,中和液是浓度为41.2g/l的碳酸钠,中和液的温度为12℃,中和时间为0.8min;
2、零件整体电镀铜:将拴挂后的零件放置在镀铜溶液中进行电镀,电镀液配方为:
氰化亚铜:42.6g/l;
***:12.1g/l;
氢氧化钠:12.4g/l;
酒石酸钾钠:45.6g/l;
碳酸钠:17.2g/l;
溶剂为去离子水;
阳极材料:纯铜铜板;
电镀液温度:49℃;
电流密度:16.8A;
镀层厚度:68μm;
3、局部镀铜区域保护:局部镀铜区域是非渗氮或渗氰区域,需要进行保护,采用聚四氟乙烯胶带将局部镀铜区域覆盖粘贴,在粘贴聚四氟乙烯胶带时,应保证胶带内无气泡存留,粘贴后将胶带边缘压紧,使其与零件表面紧密贴合;
4、去铜:将零件放入装有去铜液的去铜槽中浸泡1.3h,去铜液的配方是:
铬酐:131g/l;
硫酸:25.5g/l;
溶剂为去离子水;
去铜液温度:12℃;
5、清除聚四氟乙烯胶带:将聚四氟乙烯胶带从零件表面局部镀铜区域剥离。
Claims (1)
1.一种零件局部镀铜方法,用于在渗氮或渗氰过程中保护非渗氮或渗氰部位,其特征在于,电镀铜保护的步骤如下:
1.1、镀前处理:
1.1.1、有机溶剂除油:采用下述方法之一进行除油:
1.1.1.1、采用三氯乙烯蒸汽除油,将零件放入三氯乙烯蒸汽除油槽中,三氯乙烯蒸汽除油温度87℃~91℃,除油时间1min~3min;
1.1.1.2、采用脱脂棉蘸取丙酮或丁酮溶剂擦拭零件表面,去除零件表面的油污;
1.1.2、化学除油:将零件放入装有化学除油液的除油槽中浸泡3min~20min,化学除油液的配方为:
氢氧化钠:60g/l~80g/l;
碳酸钠:20g/l~40g/l;
磷酸钠:20g/l~40g/l;
硅酸钠:3g/l~10g/l;
溶剂为去离子水;
除油液的温度:70℃~90℃;
1.1.3、电化学除油:将零件放入装有电化学除油液的除油槽中通电除油,阴极除油3min~5min,阳极除油1min~5min,化学除油液的配方为:
氢氧化钠:30g/l~50g/l;
碳酸钠:20g/l~30g/l;
磷酸钠:20g/l~30g/l;
硅酸钠:3g/l~5g/l;
电化学除油液的总碱度相当于NaOH浓度40g/l~60g/l;
溶剂为去离子水;
极板材料:低碳钢板或镀镍钢板;
电流密度:3A/dm2~10A/dm2;
电化学除油液的温度:60℃~80℃;
1.1.4、腐蚀:
1.1.4.1、强腐蚀:将零件放入装有强腐蚀液的强腐蚀槽中进行强腐蚀,强腐蚀液的配方如下:盐酸的体积浓度为50%以上,若丁的体积为盐酸体积的0.4%;强腐蚀液的温度:10℃~40℃;强腐蚀时间:不大于10min;
1.1.4.2、弱腐蚀:将零件放入装有弱腐蚀液的弱腐蚀槽中进行弱腐蚀,弱腐蚀液是浓度为100g/l~150g/l的硫酸或者浓度为100g/l~150g/l的盐酸,弱腐蚀液的温度为10℃~40℃,弱腐蚀时间为0.5min~2min;
1.1.5、中和:将零件放入装有中和液的中和槽中进行中和,中和液是浓度为30g/l~50g/l的碳酸钠,中和液的温度为10℃~40℃,中和时间为0.5min~1min;
1.2、零件整体电镀铜:将拴挂后的零件放置在镀铜溶液中进行电镀,电镀液配方为:
氰化亚铜:35g/l~70g/l;
***:7g/l~15g/l;
氢氧化钠:10g/l~15g/l;
酒石酸钾钠:30g/l~60g/l;
碳酸钠:<60g/l;
溶剂为去离子水;
阳极材料:纯铜铜板;
电镀液温度:40℃~60℃;
电流密度:1A/dm2~4A/dm2;
镀层厚度:50μmm~80μmm;
1.3、局部镀铜区域保护:局部镀铜区域是非渗氮或渗氰区域,需要进行保护,采用聚四氟乙烯胶带将局部镀铜区域覆盖粘贴,在粘贴聚四氟乙烯胶带时,应保证胶带内无气泡存留,粘贴后将胶带边缘压紧,使其与零件表面紧密贴合;
1.4、去铜:将零件放入装有去铜液的去铜槽中浸泡1h~1.5h,去铜液的配方是:
铬酐:100g/l~150g/l;
硫酸:20g/l~30g/l;
溶剂为去离子水;
去铜液温度:10℃~40℃;
1.5、清除聚四氟乙烯胶带:将聚四氟乙烯胶带从零件表面局部镀铜区域剥离。
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CN201310145379.0A CN103233234B (zh) | 2013-04-24 | 2013-04-24 | 一种零件局部镀铜方法 |
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