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三、化学浸镀

钕铁硼材质化学活性极强,零件表面极易氧化,则极易造成镀层与基体的结合力不良。因此,要求零件在活化后能尽快上镀,以阻止其表面氧化进程,上镀越快氧化程度就越轻,镀层与基体的结合力就越好。所以,钕铁硼电镀生产中总会采取一些使零件尽快上镀的措施,比如:

(1)工序间不间断操作,至少活化与电镀间操作速度要快,以降低零件表面氧化速度;

(2)滚筒尺寸要小,转速要快,这样可减小零件混合周期的影响,尽快上镀;

(3)滚筒带电入槽、使用冲击电流,等等。

但尽管如此,钕铁硼采用电镀的方法预镀(或直接镀),总是难以做到零件表面上镀速度的最大化与氧化速度的最小化,则镀层结合力总是存在这样或那样的问题,因为:

(1)零件表面需要达到一定的电流才能上镀,这就需要时间,零件低电流区时间更长;

(2)即使再小的滚筒也无法避免零件混合周期的影响,况且滚筒太小对批量生产没有意义;

(3)受钕铁硼材质脆性大的限制,滚筒转速也不可能太快;

(4)采用单盐镀液预镀(或直接镀)易造成零件氧化或受到腐蚀。

化学浸镀不失为解决钕铁硼镀层结合力不良的好办法。因为化学浸镀采用化学反应的方法使零件表面沉积镀层,无需电流及几乎不存在零件混合周期的影响,只要零件与溶液接触即刻便会上镀,其速度远非电镀所能比,从而减缓了施镀过程中零件表面的氧化进程。化学浸镀后零件表面沉积上一层电位较正的金属,在电位较正的金属上再进行其他电镀,则不易出现镀层结合力不良的问题。推荐的化学浸镀工艺如下。

(1) 浸锌:硫酸锌30g/L,焦磷酸钾105g/L,碳酸钠7g/L,氟化钠5g/L,温度85℃,时间30s,可获得1um左右完整均匀的浸锌层,用于钕铁硼镀锌前的浸镀。

(2) 浸镍:醋酸镍70g/L,硼酸65g/L,氢氟酸170mL/L,温度室温,时间30s,可用于钕铁硼镀镍前的浸镀。推荐的其他化学浸镍工艺如下。


1#配方

2#配方

3#配方

醋酸镍(g/L)

50~60

30~80

30~80

硼酸(g/L)

30~40

30~40

20~50

氢氟酸(ml/L)

70~80

70~80

50~100

温度(℃)

室温

>10

>10

时间(S)

20~30

20~30

15~60

新配溶液适宜采用中等浓度,否则浓度太高可能反应过剧导致浸镍层粗糙,严重时还会腐蚀基体。新配溶液最好能加入一部分旧溶液。为慎重起见,新配溶液最好先用不合格的零件试镀,确定没问题后再进行正式生产。   

化学浸镀可以较好地解决钕铁硼的镀层结合力不良问题,缺点是溶液变化较快、不能长期使用、不如电镀更易操控、难以大批量稳定生产等,因此不易被一线操作人员所接受。不过,并非要所有的镀层加工都采用这种方法,可以有选择地使用,比如至少可以在加工批量不大且镀层结合力要求较高的时候使用。但是,如果能使化学浸镀技术更完善,比如能像镀锌、镀镍(至少是化学镀)那样成熟、稳定、易操控,则可以较容易地用于大批量生产,钕铁硼镀层结合力不良的问题就会得到有效解决。完善化学浸镀技术,除改良浸镀工艺外,可以考虑使用自动添加设备,至少从槽外控制的角度为稳定生产提供了一个保障。

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