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高温合金镀银耐海洋环境腐蚀吗

佳腾电业(赣州)申请镀银扁线及其制造方法专利,大大提高了镀银扁线的耐热性能和电性能

金融界 2024 年 8 月 27 日消息,天眼查知识产权信息显示,佳腾电业(赣州)股份有限公司申请一项名为“镀银扁线及其制造方法“,公开号 CN202310171952.9,申请日期为 2023 年 2 月。

专利摘要显示,本申请公开了一种镀银扁线及其制造方法,属于电子电气制造技术领域,其中,镀银扁线包括:导体,所述导体为铜或其合金;镀层,所述镀层直接覆在所述导体上;所述镀层厚度为 1?5μm;所述镀层中银的含量大于等于 99.90%。该镀银扁线表面光泽无“菜花状”,镀银层的表面反射率、镀层的附着性都高于现有绝缘扁线,大大提高了镀银扁线的耐热性能和电性能。

本文源自金融界

钛合金的表面处理

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钛合金的表面处理

任何材料都有它的优缺点,为了进一步达到提高钛合金耐蚀性、耐磨性、抗微动磨损性、高温抗氧化性等目的,对钛合金进行表面处理是进一步扩大钛合金使用范围的有效途径,可以这么说目前对金属的表面处理方法几乎全部应用到了钛合金的表面处理上,包括金属电镀、化学镀、热扩散、阳极氧化、热喷涂、低压离子工艺、电子和激光的表面合金化、非平衡磁控溅射镀膜、离子氮化、PVD法制膜、离子镀膜、纳米技术等等。总体来看在钛合金表面形成TiO、TiN、TiC渗镀层及TiAlN多层纳米膜仍然是重点。

电镀:在钛合金表面镀镍、镀硬铬、镀银等。镀银目的是提高钛合金的导电性和钎焊性。钛合金基体上有一层致密的氧化物薄膜,电镀不易进行,所以电镀前必须对钛合金表面进行预处理。

交流微弧氧化:微弧氧化(MAO)是一项在金属表面生长氧化物陶瓷膜的新技术。它从阳极氧化发展而来,但它施加了几百伏的高压,突破了阳极氧化对电压的限制。该技术通过微弧放电区瞬间高温高压烧结直接把基体金属变成氧化物陶瓷,并获得较厚的氧化物膜。对钛合金表面微弧氧化膜,获得膜的硬度高并与金属基体结合良好。改善了钛合金表面的抗磨损、抗腐蚀、耐热冲击及绝缘等性能,在许多领域具有应用前景。

表面氧化处理:一般钛和钛合金较之常用的生物体用合金CoCr合金和316L不锈钢的耐磨性都较差,而且所产生的磨损粉在生物体内都有可能产生不良影响。因此,新开发的一些生物体用钛合金在生物体内使用之前往往都要采取适当的表面处理,以提高其抗磨性。为此,日本丰桥技术科学大学和大同特殊钢公司研究了一种新开发的生物体用β型钛合金Ti29Nb13Ta46Zr(简称TNTZ合金),采取表面氧化处理提高其表面耐磨性。

离子注入:离子注入与其它表面处理技术

相比显示了诸多优点,与物理或化学气相沉积相比,主要优点在:

①膜与基体结合好,抗机械、化学作用不剥落能力强;

②注入过程不要求升高基体温度,从而可保持工件几何精度;

③工艺重复性好等。许多研究者报道了氮离子注入对Ti6Al4V合金表面成分、组织结构、硬度及摩擦学性能有良好改善效果。

TiC也是超硬相,故钛合金经离子注入碳也同样可以强化钛合金表面。但是由于等离子体基离子注入并非连续过程,施加每一负脉冲电位时,随着脉冲电位由零下降至谷值,再回升至零,发生着溅射和注入两个过程。如果等离子体中含有金属或碳离子时,在脉冲电位为零时,在一定条件下还会在表面形成单一碳沉积层,在一定脉冲电压(10~30kV)作用下,该单一碳层的结构为类金刚石碳(DLC)。从而可以获得比注氮层摩擦系数更低,耐磨性更好的表面改性层。表面单一碳层经实验确定其为DLC膜。经这样处理的钛合金,表面硬度提高4倍,在同种材料构成摩擦副,干摩擦条件下,摩擦系数由0·4下降至0·1,耐磨性较未离子注入的提高30倍以上。

离子束增强沉积(IBED):利用离子束增强沉积(IBED)方法制备了CrC硬质膜,可用于钛合金的微动磨损防护。研究表明,CrC显示出最好的微动疲劳特性;而喷丸后涂覆的CrC膜则显示出了最高的微动磨损抗力。

涂层技术:涂层技术是改善钛合金抗氧化性的有效方法。美国一家公司研究出一种改善钛合金抗氧化性能的新方法,在钛合金基体上加一种均匀的铜合金涂层。涂层所用的铜合金可从以下三种组成中选取一种:1·铜+7%铝;2·铜+4·5%铝;3·铜+5·5%铝+3%硅。涂层是在基体温度低于619℃的条件下进行涂覆的。

激光淬火:据报道钛合金TC11微动磨损量随法向载荷和微动幅度的增大而增加。激光淬火后钛合金TC11抗微动磨损能力有所提高,其提高幅度与微动幅度大小,抗微动磨损能力的改善是激光淬火使组织细化、硬度提高的结果。

激光熔覆:航空发动机钛合金镍基合金摩擦副的接触磨损是航空发动机使用中的一大难题,利用激光熔覆技术可获得优良的涂层,为燃气涡轮发动机零件的修复开创了一条新途径,熔覆合金粉末是CoCrW和WC的机械混合物,提高了高温耐磨和抗腐蚀性能,技术特点是制备时间短,质量稳定,并消除了由于热影响可能产生的裂纹问题。

离子轰击:TC11钛合金经氮离子轰击表面处理后,表面可获得由TiN和Ti2N组成的改性层,硬度为600~800HV;表面硬度的提高,有利于改善TC11钛合金的耐磨性。

等离子渗氮与喷丸处理:利用直流脉冲等离子电源装置对Ti6Al4V钛合金表面渗氮处理,采用喷丸形变强化(SP)对渗氮层进行后处理,在钛合金表面获得由TiN、Ti2N、Ti2A1N等相组成的渗氮层,该改性层能够显著地提高钛合金常规磨损和微动磨损(FW)抗力,但降低了基材的FF抗力。渗氮层的减摩和抗磨性能与SP引入的表面残余压应力协同作用,使钛合金FF抗力超过了SP单独作用。提高渗氮层韧度对改善钛合金FF和FW性能均十分重要。

DLC膜:复合碳膜具有独特的物理、力学和化学性能,它已被作为众多的研究对象。利用射频等离子体增强化学气相沉积法制备类金刚石薄膜,其主要目的也是为提高钛合金的表面硬度和耐摩擦性。试验结果表明膜中钛含量超过9%,膜的硬度将会下降,且膜基结合力强度也是有限的。

液相沉积:TC4表面液相沉积生物陶瓷涂层。近年来,通过化学处理,在钛合金基体植入件表面制取生物陶瓷涂层的探索性研究已有公开的报道。如用高浓度的NaOH或H2O2处理工艺,提出的两步碱处理工艺,还有人引入了乙烯基三乙氧基硅烷和聚丙烯酸钠等调制剂来获得生物陶瓷涂层。对TC4合金进行简单的酸碱预处理后,再在一种仿体液的快速钙化溶液(FCS)中浸泡沉积,以期获得梯度结合的生物活性好的钛基HA生物陶瓷涂层复合材料。该方法的研究对钛合金直接作为硬组织植入材料应用有着十分重要的理论意义和潜在的经济数值。

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对号入座:镀银常见十大故障和解决方法,哪个你还不清楚!

在镀银过程中我们会遇到各种各样的故障,下面是汇总的有关镀银过程中经常遇到的一些问题和解决方法,希望能够帮到大家,便于快速查找到故障的原因。

一、镀银发花是什么原因?如何解决?

目前在工业生产中主要还是应用氰化物镀银工艺,这种溶液比较稳定,但是在镀大平板零件时,常出现镀层不均匀发花的现象。

产生这种疵病的原因除了工件去油不彻底、预处理本身发花造成的影响以外,还有一个重要的原因就是镀银液中的氰化物含量偏低。

氰化物镀银液不需要加任何添加剂,是靠氰化物既作络合剂也作阴极表面活性剂使镀层结晶细致均匀的。

当氰化物含量低时,按中等浓度的镀液来说,如果氰化物低于309/L,阴离子就容易在阴极上放电,使电镀时阴极极化度降低,有效电流密度范围缩小,镀层结晶粗糙,以致发花。

遇到这种现象时,首先应调整镀液的氰化物含量至工艺规范,严格零件的除油及预处理过程,然后施镀。

零件入槽时,先采用大电流冲击(比正常大l~2倍)并将零件作适当移动,镀2min后,取出在水中上下移动清洗,再放入镀槽,按正常工艺规范进行电镀即可以克服上述疵病。

二、镀银层出光后,表面产生蓝雾膜是什么原因?如何解决?

目前在生产中无论采用哪种类型的镀银工艺,除光泽性镀银外,镀后都需要经过出光处理,获得良好的光泽。

出光一般采用如下工艺流程:铬酸浸亮一水洗一氨水脱膜一水洗一稀硝酸出光,但经过出光后常常在零件表面产生一层蓝雾膜影响光泽性。

产生这种雾膜的原因固然与出光的各道工序都有关系,但在生产中发现关系最大的还是铬酸浸亮这一道,常常是由于浸亮液中有少量的硫酸根和三价铬而引起的。

硫酸根的来源是从工业级铬酐中带入,三价铬是镀银层浸亮时,由于六价铬被还原成三价铬而来,硫酸根和三价铬的形成附在零件表面呈蓝雾膜,不易清洗掉。

上述疵病可以用适量碳酸钡沉淀除去硫酸根,若溶液中积累三价铬过多需要除掉时,则可用少量硝酸银作接触剂,加入适当的过硫酸铵,加温至80~90℃,使三价铬氧化成六价铬,从而避免蓝雾膜的生成,这样可大大地延长溶液的使用寿命,节省铬酐,减少废水对环境的污染。

三、铜制零组件镀锡后如何镀银?

在电子、电器、仪表工业中,常常遇到一些铜制零组件,经锡焊后需要镀银,如空气电容器的动、定片组,片子与轴的连接就是用锡焊的,还有屏蔽罩、隔离板等的接缝也有用锡焊的,并且在锡焊后,表面必将还残留一些焊剂和它的分解物质,这样在同一零件上形成有两种不同的金属材料及脏物就给电镀带来了一定的困难。

常用的焊锡大多是由铅锡焊按不同的比例组成的合金。

这种焊料附在零件上,在镀前酸洗时,几种不同金属处于同一酸洗液中(这种酸通常是用硝酸和硫酸的混合酸),结果出现铜酸洗很好,然而铅锡却变成了灰黑色,这是由于铅和锡被氧化的产物疏松黑灰膜导电性较差,电镀困难。

遇到这种情况时,首先应将焊接处的焊剂用酒精或其他溶剂清洗掉,然后再进行酸洗,根据零件的具体形状,采取不同的方法进行处理。

对于形状简单易刷光的零件,可以进行刷光,除去灰黑膜。对于形状复杂的零件,就不便于刷光了,可以用浓的硝酸酸洗(不至于形成硫酸铅),在黑灰膜中其导电性就要稍好些。

酸洗后可直接进行氰化镀铜,先用大电流冲击镀(比正常电流大2~3倍),覆盖一层薄铜;然后再镀银,开始同样用大电流冲击,并将零件进行适当摆动,镀3~5min后,取出在清水中清洗一次,再放入镀槽,按正常工艺规范进行电镀,即可获得完好的镀银层。

四、镀银层为什么在空气中容易发黄发黑?对导电性有无影响?

一般来说,纯银的化学稳定性是比较好的,在普通的酸碱中(硝酸、王水除外)不易溶解,但是它很容易与空气中的硫化物作用,生成黑色的硫化银。

开始因生成的数量较少,看上去呈黄色,随着时间的延长,硫化银数量增多,整个表面就变成了黑褐色。

大家知道,镀银有的是为了导电,那么镀银层变黑了,对导电性有无影响呢?有人做过这方面的研究工作认为:在自然条件下,所形成的硫化银膜非常细薄,甚至在有力形成的条件下,薄膜的厚度也只接近于0.1μm。

这层硫化银微不足道的厚度不可能对镀银零件的导电性能有任何显著的影响。因为即使在特殊的高频系统中,电流渗入的深度比上面所述的硫化银薄膜厚度要大好多倍。

此外,硫化银中常常夹杂着金属银,这些银甚至在制取硫化银纯试剂时,也很难脱掉。很明显,渗透在硫化银中的金属夹杂物起着增加导电性的桥梁作用,而硫化银本身也导电,在正常条件下为金属导电的20%。

那么,镀银层表面变黑了,是否就没有影响呢?

那也不是。它的影响主要表现在下列几方面。

(1)由于硫化银薄膜的形成,在自然条件下进行得不均匀,使镀层具有“脏的”非商品的外表,很不美观,这对于镀银作装饰目的是十分不利的。

(2)硫化银薄膜对镀件的导电性虽然没有明显的影响,但是硫化银本身的导电性比纯金属要差得多,所以镀件连接面接触电阻会增大,因而对于一些接插件就会带来接触不良的影响,特别是在接插不够紧固情况下,就更为突出。

(3)金属银的钎焊性是比较好的,但表面生成硫化银后,就几乎不能焊接,这对设备的维修是不利的。

综上所述,电子设备的设计者既不要担忧镀银件变色影响导电性,但也应考虑到它的不利因素,做到扬长避短。

五、氰化镀银为什么还要预镀处理?

镀银多是在铜和铜合金零件上进行。

要想得到结合力良好的银镀层,无论是氰化镀银还是其他镀银,都需要进行预镀或者汞齐化处理。这是由金属银的特殊性质所决定的。

银是一种正电性较强的贵金属,根据电化序中的排序,铜在银的前面,那么铜的电位就比银负。

当铜零件与镀银液接触时,铜就会与电解液中的银粒子发生置换反应,结果铜转变为铜离子进入溶液中,而银离子得到电子从溶液中析出沉积在铜零件上。

这种反应的进行不仅是铜离子污染了镀银槽,更严重的是所得到的银层比较疏松,与铜基体的结合力不牢。

如果在这层疏松的置换银镀层上进行电镀,则所得到的镀层是达不到结合力指标及质量要求的,因此铜及铜合金零件在进入镀槽之前,除了除油、酸腐蚀以外,还需要进行特殊的镀前预处理,生产中最简单的方法是汞齐化处理。

铜零件经过汞齐化处理后,零件的表面形成了一层致密的铜一汞合金。这层合金的电位比银还正,从而防止了镀银时容易产生的置换镀层。

由于汞齐化处理具有一定的腐蚀性,汞有毒,对于餐具器皿及精密度要求高的零件不宜采用,有些企业采用氰化铜预镀或在银离子浓度较低的氰化物槽液中预镀银以改变零件表层的电位达到提高镀银层结合力的目的。

具体选择哪种方法,可根据产品零件的要求和用途而定。

六、铸铜件镀银应注意哪些问题?

铸铜件的金属组织结构比轧制压延的铜材要疏松一些,表观粗糙多孔,另外,铸铜件的表面往往残留着一部分型砂、石蜡及硅酸盐类物质,如果清洗不净,往往造成局部镀不上的现象,所以铸铜件的表面清洁处理和加强适当的工艺步骤是解决铸铜件镀银质量的关键。

一般铸铜件可采用如下工艺流程:碱性化学除油一热水洗一清水洗一浸25%的氢氟酸一清水洗一混合酸腐蚀一清水洗一浸5%碱液一清水洗一预镀铜一清水洗一镀银一清水洗一钝化一清水洗一除膜一清水洗一浸亮一清水洗一热水洗一干燥一检验。

由于铸铜件存在疏松多孔的金属结构,在电镀过程中,必须严格工艺要求:

(1)各道工序的清洗要彻底,防止残留在孔隙中的溶液影响下道工序;

(2)铸铜件实际表面积比计算的表面积大许多倍,电镀时冲击电流密度比一般零件高3倍左右,预镀的时间也比一般零件长一些;

(3)预镀铜时,零件连挂具一起要经常摇动一下,以保证镀层颜色的均匀一致,防止镀银时产生花斑现象影响镀层外观质量;(4)镀银时,必须带电下槽,采用冲击电流密度在摇动工件的前提下电镀5min,然后再转为正常电流密度;

(5)镀银后的钝化处理要加强清洗,在流动清水中冲10~20min,再用热水洗,马上干燥,烘箱温度可控制100~150℃,时间稍长一点,以防产生霉点。

七、如何选择钢铁件镀银的预镀层?

由于银的力学物理性能良好,钢铁件镀银广泛用于国防通讯工业运载负荷条件下的抗黏结镀层以及作为热气密封的密封镀层。

由于铁与银的标准电位相差很大,如果中间预镀层选择不合理或者操作不当,很容易引起钢铁零件与银层的结合力不牢及镀层的抗蚀性差等质量问题,造成产品的返工报废。

针对钢铁零件镀银的特殊要求,生产中应注意以下几点。

(1)钢铁零件镀银的预处理方法不能像铜及其合金那样直接进行汞齐化处理。

因为铜与汞可形成致密的铜一汞合金,这层合金的电位比银的电位还正,零件下槽镀银时不会发生置换银层,而铁却不能与汞形成合金,因而就得不到一层结合力良好的预镀层,所以汞齐化处理对钢铁件预处理来讲是不适宜的。

(2)钢铁零件镀银应根据产品的要求选择合适的预镀层,对于导电性要求较高的电器零件,应选择结晶细致的氰化铜作为预镀层。

当零件在150℃以上条件下长期使用时,则预镀酸性镍层比预镀铜层好,因为在基体金属与镀层的界面上由银扩散形成的银一铜合金脆性较大,对镀层的结合力起有害作用。

(3)当钢铁零件镀银作为高温抗氧化密封镀层时,则应选择镀镍和镀金作为预镀层和中间层。

由于金属层优先扩散到基体金属之后,阻止了镀银层在高温氧化条件下的扩散和起泡,使镀银层在此条件下产生了最佳的密封性和最好的结合力。

(4)钢铁件镀银的结合力好坏决定于预镀层的金属既能与基体金属形成合金互渗镀层,又能与银层形成合金,这也是选择预镀层及中间镀层的标准条件之一。

能与铁形成合金的金属有镍、钴、金、钯等,能与银形成合金的金属有铜、镍、金、钯等,根据钢铁零件的使用环境和用途,可选择适当的预镀层及中间层。

八、氰化物镀银为什么采用钾盐而不采用钠盐?

氰化物镀银已有一百多年的历史,各种用途的配方比较齐全,但从每种配方的成分可知,氰化镀银电解液都是由氰化钾配制而成的,为什么氰化银不采用氰化钠配制电解液呢?

长期的实践证明,钾盐比钠盐具有许多独特的性质。

(1)钾盐电解液比钠盐电解液的电导率高,极限电流密度也高,整个电流密度范围也比钠盐电解液高。

(2)用钾盐配制的电解液中所产生的碳酸钾具有较高的溶解度,采用钠盐配制电解液,槽液中碳酸钠超过609/L,就会使银层的结晶粗糙,而采用钾盐配制电解液,碳酸钾浓度可上升到909/L,也不会产生有害影响。

(3)钾盐电解液的阴极极化作用比钠盐电解液稍高,分散能力较强,镀层结晶细致。

(4)从钾盐电解液中获得银层的纯度及物理性质比钠盐电解液好。

(5)钾盐比钠盐的含硫量少(极微量),镀银层的含硫量也相对减少,提高了银层的抗变色能力。

如使用一般纯度不高的钠盐时,轻则使阳极溶解困难,重则钠盐中的硫与溶液中的银发生作用使整个电解液变成灰黑色,导致不能正常电镀,所以一般镀贵重金属时,多采用钾盐来配制电解液。

九、如何维护控制氰化镀银槽?

氰化镀银溶液是一种价格较高的电解液,在槽液的维护与控制上应养成良好的管理习惯。

在正常工作情况下,氰化物镀银的阴极和阳极电流效率实际上都是l00%,因此溶液中的金属离子含量可保持长时间不变。

又由于银离子的电极电位较正,在电极反应过程中能优先沉积出来,即使溶液中含有少量多电位较负的金属杂质,对银镀层也不会产生严重影响,但是也不能忽视重金属杂质及有机杂质的污染。

Fe2+、Cu+、Pb2十等杂质的污染将造成疏松的镀层并改变镀层的物理性质,有机杂质的带人将导致镀层脆裂,甚至脱皮。

虽然氰化物镀银溶液比其他无氰镀银溶液稳定,但在维护中也应注意以下几点;

(1)各种铜及其合金零件掉人镀槽时,应立即取出,以免污染槽液;

(2)复杂零件镀银时,应清洗干净,不能互相夹带各种溶液,进入镀银槽;

(3)阳极是无机杂质来源的一个重要方面,镀阳极的纯度应保持在99.97%以上;

(4)镀银工作完毕以后,镀银槽应加盖,防止灰尘及其他杂质掉入槽内。

氰化镀银槽一般根据工作量的大小和镀层的外观来控制。通常引起槽液成分变化的主要原因是氰化物的分解、银离子的消耗带出和碳酸盐的积聚。

当银离子过低时,容易产生树枝状的银层,镀层钝化不亮。这时可适当补加银离子,也可增加阳极板来调整补充。

当镀银阳极溶解不正常时,应刷洗阳极、添加氰化物含量。当碳酸盐超过909/L时,会使镀银层结晶极为粗糙,银层的抗蚀性能及抗变色能力变差,处理碳酸盐可采用1.49的氰化钡沉淀l9碳酸钾,由于氰化钡试剂成本高,使用受到限制。

目前多使用经济、来源广泛的氢氧化钙代替。除掉19的碳酸钡只需0.59的氢氧化钙。

在正常工作条件下,镀层产生粗糙的原因是阳极溶解的固体粒子造成的,为此,镀银槽应定期过滤。

为消除各种有机杂质的污染,偶尔加l9/L活性炭过滤处理也是控制镀银槽不可缺少的条件。

十、镀银时阳极发黑是什么原因?

在镀银过程中,有时出现阳极钝化和银阳极板变黑的现象,产生这种现象的原因有下列几点:

(1)镀银槽游离氰化物偏低,pH值低,对银阳极的活化性及溶解性不好,另一方面是由镀银槽液中光亮剂及分解产物的影响所产生的极化膜。

(2)阳极与阴极的比例不对,小于1:1[一般要求l:(1.5~2)]以致阳极电流密度过高,造成了阳极板钝化。

(3)镀银槽液中铁杂质含量高,以及有硫化物杂质的影响。

(4)银阳极板材料不纯,含有铅、铜等重金属杂质,造成阳极溶解过程中的氧化发黑。

以上就是镀银的十大常见问题总结,如果您还有更多的问题可以关注我们,或者在文章下部留言和大家交流。

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