一种钕铁硼电镀中调控化学镍稳定性的工艺的制作方法

1.本发明属于金属表面处理技术领域，具体涉及一种钕铁硼电镀中调控化学镍稳定性的工艺。


背景技术：

2.目前钕铁硼永磁材料作为一种高磁性能、高性价比的磁性材料，广泛应用于电子机械、医疗器材等诸多领域。但是由于钕铁硼基材本身的一些特性，如基材容易氧化、基材多孔疏松等，一直以来对钕铁硼基材进行表面处理都是一个难点。
3.新型钕铁硼磁体是第三代稀土材料，是一种磁性功能材料，其耐蚀性差且磁性结构易受温度景响。采用复合镀层工艺的方式可以在钕铁硼磁体表面形成防腐蚀性能优良，且对磁体热减磁景响非常小的镀层。
4.现有技术中对钕铁硼进行表面处理的工艺中，通常需在钕铁硼基材表面进行镀铜处理和化学镍镀层处理，化学镍镀层的工艺中采用镀镍溶液。但是，化学镍镀液的稳定性影响到镀层上镀的效果、槽液寿命等问题，化学镍镀液的局部温度过高、ph过高、镍盐浓度过高等不利因素，都易在化学镍镀液中产生亚磷酸镍或氢氧化镍等颗粒沉淀，这类颗粒沉淀具有一定的自催化作用，达到一定量时会引发镀液自分解，使得化学镍镀液失效，因此，对化学镍镀液稳定性的监测过程至关重要。化学镍处理的工艺中需及时监测到化学镍镀液稳定性差或不足的技术信息，以便对电镀槽液进行及时更换或维护，进而获得电镀合格的产品。


技术实现要素：

5.针对现有技术存在的上述技术问题，本技术的目的在于提供一种钕铁硼电镀中调控化学镍稳定性的工艺。
6.所述的一种钕铁硼电镀中调控化学镍稳定性的工艺，其特征在于包括以下步骤：1）对钕铁硼进行前处理；2）在经过前处理后的钕铁硼表面进行电镀铜处理，形成铜镀层，随后进行活化处理；3）在钕铁硼的铜镀层外表面进行闪镀电镀镍处理，形成电镀镍镀层，随后再次进行活化处理；4）在镀槽中准备好化学镍镀液，先测定化学镍镀液的稳定性，如果稳定性合格即正常使用该溶液，如果稳定性不合格则添加稳定剂，待调控稳定性合格后再正常使用该溶液；将步骤3）活化处理后的产品放入测试或调控稳定后的化学镍镀液中进行化学镀镍处理，形成化学镍镀层，即处理完成。
7.所述的一种钕铁硼电镀中调控化学镍稳定性的工艺，其特征在于步骤1）中，对钕铁硼进行前处理的过程为：先用表面活性剂溶液对钕铁硼进行洗涤除油处理，然后用清水充分清洗后，用3~5%浓度的稀硝酸酸洗3
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5分钟，随后再用清水清洗2
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3遍即可。
8.所述的一种钕铁硼电镀中调控化学镍稳定性的工艺，其特征在于步骤2）电镀铜处理包括先后进行的两步电镀过程，分别如下：第一步是预镀铜处理，预镀铜处理的镀液组成包括：碳酸铜3
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5g/l、hedp 100
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140g/l、碳酸钾60
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80g/l、硝酸铋0.02
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0.04g/l、聚阳离子季铵盐0.003
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0.006g/l；电镀工艺为：温度18~22℃，ph值9.3~9.9，电流密度0.3
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0.5asd，电镀时间40
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60min；第二步是电镀加厚铜层的处理，其镀液组成包括：碳酸铜13
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15g/l、hedp 140
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160g/l、碳酸钾60
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80g/l、硝酸铋0.02
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0.04g/l、聚阳离子季铵盐0.003
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0.006g/l；电镀工艺为：温度50~60℃，ph值9.3~9.9，电流密度0.2
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0.4asd，电镀时间50
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70min。
9.所述的一种钕铁硼电镀中调控化学镍稳定性的工艺，其特征在于所述预镀铜处理或电镀加厚铜层的处理中，所述聚阳离子季铵盐为聚季铵盐
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7、聚季铵盐
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10或聚季铵盐
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22。
10.所述的一种钕铁硼电镀中调控化学镍稳定性的工艺，其特征在于步骤2）或步骤3）中，活化处理的步骤为：用质量浓度2~3%的柠檬酸溶液洗涤活化30~60s，随后用清水充分洗涤即可。
11.所述的一种钕铁硼电镀中调控化学镍稳定性的工艺，其特征在于步骤3）中，闪镀电镀镍处理的镀液组成包括硫酸镍300~350g/l、氯化镍40~50g/l、硼酸40~50g/l；闪镀电镀镍处理的工艺为：ph值3.8~4.4，温度50~60℃，电流密度0.2~0.4asd，时间8~15min。
12.所述的一种钕铁硼电镀中调控化学镍稳定性的工艺，其特征在于步骤4）中，化学镍镀液的组成包括：硫酸镍20~25g/l、次亚磷酸钠18~23g/l、柠檬酸10~15g/l、苹果酸8~12g/l、氢氧化钠16~24g/l、pps
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oh 0.005~0.01g/l、烯丙基碘0.002~0.007g/l，稳定剂3~4mg/l；化学镀镍处理的工艺为：温度80~90℃，ph值4.3~4.9，处理时间25~35min。
13.在化学镍镀液的配方组成中，稳定剂的作用原理是吸附在镀液中的胶体微粒表面，占据胶体微粒表面的活性中心，从而阻止镍在这些微粒上沉积，因此需要在化学镍镀液的配方组成添加一定量的稳定剂。但是，含量也不能过高，否则在进行化学镀镍处理的过程中，会抑制化学镍的沉积速度，甚至会不起镀，无法在钕铁硼表面形成稳定的化学镍镀层。
14.所述的一种钕铁硼电镀中调控化学镍稳定性的工艺，其特征在于所述稳定剂为硫脲。
15.所述的一种钕铁硼电镀中调控化学镍稳定性的工艺，其特征在于测定化学镍镀液的稳定性的方法为：取100ml化学镍镀液加入到烧杯中并加热至80~90℃，边搅拌边用滴管向烧杯中滴加pd浓度20ppm的氯化钯溶液，直至化学镍镀液自反应变浑浊，记录消耗氯化钯溶液的体积；如果消耗氯化钯溶液的体积大于或等于1.5ml，则说明化学镍镀液中的游离硫脲含量>3mg/l，则认定为稳定性合格，否则认定稳定性不合格，再向化学镍镀液中再补加稳定剂进行稳定性调控，直至测定稳定性达到合格，再进行后续的化学镀镍处理操作。
16.本发明测定化学镍镀液的稳定性的原理是：化学镍镀液中的游离稳定剂（硫脲）充足的情况下，向化学镍镀液中滴入氯化钯溶液时，胶体钯被镀液中的稳定剂（硫脲）吸附，从而阻止镀液的自发反应。随着氯化钯溶液的持续滴入，胶体钯的加入使得游离的硫脲与胶体钯持续吸附结合，镀液中游离的硫脲被消耗，当游离的硫脲消耗完之后，镀液在钯的催化作用下即开始自发分解，化学镍镀液自反应变得浑浊。本发明的方法，通过测量滴入氯化钯溶液，能够计算镀液中游离的稳定剂（硫脲）含量，以此来判断化学镍镀液的稳定性如何。
17.相对于现有技术，本技术取得的技术效果是：化学镍镀层工艺中的镀镍溶液的稳定性影响到镀层上镀的效果、槽液寿命等问题，化学镍镀液的稳定性差易导致镍金属在镀槽析出，使化学镍镀液失效。本发明的方法能够快速测定钕铁硼电镀中化学镍镀液的稳定性，可及时对稳定性差的化学镍镀液的作出调整，如果测出的结果是化学镍稳定性不合格，可添加稳定剂的方式提升化学镍镀液的稳定性，延长化学镍镀液的使用寿命，节约成本。
具体实施方式
18.下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围并不限于此。
19.实施例1：一种钕铁硼电镀中调控化学镍稳定性的工艺，步骤如下：1）对钕铁硼进行前处理先用质量浓度2%的肥皂溶液对钕铁硼进行洗涤除油处理后，用清水超声清洗两次，然后用4%浓度稀硝酸酸洗3分钟，再用清水超声清洗两次；2）电镀铜处理在经过前处理后的钕铁硼表面进行电镀铜处理，包括先后进行的两步电镀过程，分别如下：第一步是预镀铜处理，预镀铜处理的镀液组成包括：碳酸铜4g/l、hedp 120g/l、碳酸钾70g/l、硝酸铋0.03g/l、聚阳离子季铵盐0.005g/l；电镀工艺为：温度20℃，ph值9.6左右，电流密度0.4asd，电镀时间50min；第二步是电镀加厚铜层的处理，其镀液组成包括：碳酸铜14g/l、hedp 150g/l、碳酸钾70g/l、硝酸铋0.03g/l、聚阳离子季铵盐0.005g/l；电镀工艺为：温度55℃，ph值9.6左右，电流密度0.3asd，电镀时间60min；上述的聚阳离子季铵盐采用聚季铵盐
‑
7。
20.进行两步进行电镀铜处理后，进行活化处理，过程为：用质量浓度3%的柠檬酸溶液洗涤活化50s，随后用清水充分洗涤即可。
21.3）闪镀电镀镍处理在钕铁硼的铜镀层外表面进行闪镀电镀镍处理，闪镀电镀镍处理的镀液组成包括硫酸镍320g/l、氯化镍45g/l、硼酸45g/l；闪镀电镀镍处理的工艺为：ph值4.0~4.2，温度55℃，电流密度0.3asd，电镀时间10min；进行闪镀电镀镍处理后，进行活化处理，过程为：用质量浓度3%的柠檬酸溶液洗涤活化50s，随后用清水充分洗涤即可。
22.4）化学镍处理在镀槽中准备好化学镍镀液，化学镍镀液的组成包括：硫酸镍23g/l、次亚磷酸钠20g/l、柠檬酸12g/l、苹果酸10g/l、氢氧化钠20g/l、pps
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oh 0.008g/l、烯丙基碘0.005g/l，稳定剂硫脲3.0mg/l。随后利用镀槽中的化学镍镀液对步骤3）处理后的钕铁硼进行化学镍处理，处理工艺条件为：温度85℃，ph值4.5~4.7，处理时间30min；处理完成后，即得最终表面处理后的钕铁硼产品，其外观为亮银色、且表面光滑。
23.随后测定镀槽中化学镍镀液的稳定性，测定方法为：取100ml化学镍镀液到烧杯
中，将化学镍镀液加温至所需温度85℃，边搅拌边用滴管向烧杯中滴加pd浓度20ppm的氯化钯水溶液，直至化学镍镀液自反应变浑浊，记录所用氯化钯溶液的体积为1.5ml（pd浓度20ppm的氯化钯溶液消耗1.5ml即含胶体钯0.03mg，计算得到化学镍镀液中的游离态硫脲=3mg/l），稳定性结果是合格。
24.对实施例1获得的最终表面处理后的钕铁硼产品，通过扫描电镜观察横截面，钕铁硼基材表面镀覆的预镀铜层、加厚铜层、电镀镍镀层以及化学镍镀层的厚度分别为1μm、2μm、0.3μm、2.7μm。
25.对实施例1获得的最终表面处理后的钕铁硼产品进行中性盐雾试验，测试方法参见标准gbt 10125
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2012中第8节的中性盐雾试验（nss），测试温度约为35℃，盐雾实验的溶液为浓度为5%的食盐溶液，ph值为6.5
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7.2。测试样品放置10份，每24小时观察—次。试验结果表明，采用本实施例1的钕铁硼表面处理方法得到的钕铁硼磁体在进行盐雾试验80小时后表面无白锈，盐雾试验可达到80小时以上。100小时后，各样品颜色无变化，镀层表面依然良好，120小时后，镀层表面无白锈，180小时后，镀层表面开始有点白锈。
26.对比例1：对钕铁硼永磁体试样进行镀层，其工艺步骤重复实施例1，不同之处仅在于“对比例1步骤4）化学镍处理的过程与实施例1中不同”，其余条件同实施例1。
27.对比例1步骤4）化学镍处理的过程如下：在镀槽中准备好化学镍镀液，化学镍镀液的组成包括：硫酸镍23g/l、次亚磷酸钠20g/l、柠檬酸12g/l、苹果酸10g/l、氢氧化钠20g/l、pps
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oh 0.008g/l、烯丙基碘0.005g/l，稳定剂硫脲1.0mg/l。随后利用镀槽中的化学镍镀液对闪镀电镀镍处理后的钕铁硼进行化学镍处理，处理工艺条件为：温度95℃，ph值4.5~4.7。由于化学镍镀液的稳定性下降，体现在镀速加快，获得相同厚度化学镍镀层所需施镀时间由30min减少到18min。此时对镀槽中化学镍镀液的稳定性进行测定，测定方法为：取100ml化学镍镀液到烧杯中，将化学镍镀液加温至所需温度95℃，边搅拌边用滴管向烧杯中滴加pd浓度20ppm的氯化钯水溶液，直至化学镍镀液自反应变浑浊，记录所用氯化钯溶液的体积为1.1ml，判定为稳定性不合格。
28.对实施例1获得的最终表面处理后的钕铁硼产品进行中性盐雾试验，测试方法参见标准gbt 10125
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2012中第8节的中性盐雾试验（nss），测试温度约为35℃，盐雾实验的溶液为浓度为5%的食盐溶液，ph值为6.5
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7.2。测试样品放置10份，每24小时观察—次。试验结果表明：采用对比例1的钕铁硼表面处理方法得到的钕铁硼磁体在进行盐雾试验24小时后表面无白锈，盐雾试验可达到48小时以上。48小时后，镀层表面无白锈，72小时后，镀层表面开始有点白锈。
29.本说明书所述的内容仅仅是对发明构思实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式。