专利名称：在金属工件上镀纳米镍层的方法
技术领域：
本发明涉及一种在金属工件上镀纳米镍层的方法，例如该金属工 件系包括金属刀工具、金属模冶具以及五金配件等。
背景技术：
早期，在金属工件上系通过热处理与真空镀钛(PVD; Plasma Vapor Deposition)进行加工，^f吏金属工件具备高石更度、高脆度之特 性，但在实际加工过程中，金属工件往往绝非硬度不足而不堪用，均 是因为脆性过高造成崩裂而告失效。
目前，还有在金属工件上进行镀镍工艺来改善上述的不足，现有 金属工件镀镍的方法有激光镀镍法，例如可参阅中国专利 ZL03107823. 0所公开的一种刀具结构，系在刀刃上用激光熔覆有纳 米碳纤维、纳米陶乾、粘接剂和微米级超细硬质合金组成的混合体的 涂覆层，如此可实现硬度、应力和材质的梯度过渡，以能够延长刀具 的使用寿命，但是该种涂覆层一般较厚，至少在20jam以上，如此， 若在机械加工刀具(如铣刀等)的金属工件应用该种做法，必然会在 加工过程中带来较大的加工尺寸误差，显然不符合精加工要求。
当今还有人提出电化学沉积法得到金属镍纳米管的方法，例如可 参阅中国专利ZL 2 005100112 33. 2所公开一种金属镍纳米管有序结构 的电化学合成方法，它是通过在氧化铝膜上沉积而得到金属镍纳米管 的方法，其中以配制由石危酸镍、氯化镍、硼酸的水溶液组成的电解液， 将多孔氧化铝膜一面采用喷金方式或涂银浆方式制备金导电膜或银 导电膜作为电化学反应的阴极，与电源的负极相连，另一面与电解液 接触，再将金属镍丝作为电化学沉积反应的阳极一端插入电解液中，
3镍丝的另一端与电源的正极相连，接通电源，即可得到金属镍纳米管 有序结构，其是通过在氧化铝膜上获得有序排列的金属镍纳米管，但 是对于金属工件而言，使用的上述电解液进行电化学沉积效果并非理
想；鉴于此，申请人结合金属工件之本身特点，提出一种在金属工件 上如何镀制纳米镍层的方法，以克服习知技术中金属工件镀镍所存在 之缺失。
发明内容
本发明主要目的在于提供一种在金属工件上镀钠米镍层的方法， 其采用电镀工艺在金属工件表面镀上纳米镍层，从而可大幅增加金属 工件的表面韧性，以补强金属工件脆度。
为实现上述之目的，本发明采取如下技术方案 一种在金属工件上镀纳米镍层的方法，包括如下步骤 步骤l:先将金属工件烘烤碳化，以将金属工件表面毛细孔内杂 质彻底烧除碳化；
步骤2:再将金属工件清洗，使金属工件表面的毛细孔洗净； 步骤3:然后把金属工件放入带有槽液的电镀槽中电镀；其中由 金属工件作为电镀槽的阴极，纯镍靶材作为电镀槽的阳极，电镀槽内 的槽液为氨基磺酸镍溶液，该氨基磺酸镍溶液中的镍离子浓度在 60-120g/L;该槽液温度控制在40°C-80。C之间，PH值在3. 0-5. 0之 间，并在电镀槽内循环流动；在电镀过程中，使阳极的纯镍靶材电解 成粒径的镍离子沉积于阴极的金属工件表面毛细孔中，并依序整齐的 排列成层状的纳米镍膜；
步骤4:从电镀槽中取出金属工件，并进行清洗。 进一步而言，在步骤1中烘烤温度在100。C-400。C之间，时间为 0. 5-3小时。
进一步而言，所述金属工件与纯镍靶材成平行或正交。进一步而言，所述金属工件与纯镍靶材的间距在10-30cm之间。 进一步而言，在步骤3中电镀过程中，经阴极的金属工件电流密
度保持在0. 2-6. 0ASD之间。
本实用新型优点在于采用电镀工艺，将纳米级镍离子钻填于金属
工件表面的毛细孔中，其后纳米级镍离子又可依序排列成叠层于金属
工件表面，从而可大幅增加金属工件的表面韧性，以补强金属工件脆度。
图1是本发明电镀设备构造示意图2是本发明电镀时纳米级镍离子沉积过程放大效果图3是本发明纳米级镍离子镀在金属工件表面的剖面电镜图。
附图标号说明
1、 金属工件 11、毛细孔
2、 电镀槽 3、纯镍靶材 31、镍离子 4、吊夹具
具体实施例方式
下面结合附图与具体实施方式
对本发明作进一步描述。 请参阅图1至图3所示， 一种在金属工件上镀纳米镍层的方法， 包括如下步骤
先将金属工件1放入烤箱中进行烘烤碳化，烘烤温度在IOO'C -400°C,时间约0. 5-3小时尤佳，以将金属工件1表面毛细孔11内 杂质彻底烧除碳化。
再将金属工件l的清洗，清洗液可选用硫酸、盐酸、硝酸或碱剂 等脱脂剂与纯水混比，以^f吏金属工件1表面的毛细孔11洗净，其中 清洗温度可控制在25°C-80。C尤佳。然后把金属工件1放入带有槽液的电镀槽2中电镀；其中由金属 工件l作为电镀槽的阴极，纯镍靶材3作为电镀槽的阳极，电镀槽内 的槽液为氨基磺酸镍溶液，该氨基磺酸镍溶液中的镍离子浓度在 60-120g/L;该槽液温度控制在40。C-80。C之间，PH值在3. 0-5. 0之 间，并在电镀槽2内循环流动(总体电解液循环速率4-20次/小时)， 所以将金属工件1与纯镍靶材3通过吊夹具4夹住后放入电镀槽2内， 再接通电源即可进行电镀；该吊夹具4至金属工件1之间的电阻性在 5Q内为佳，所述金属工件1与纯镍靶材3成平行或正交设置，并二 者间距保持在10cm-30cm之间尤佳；在电镀过程中，使阳极的纯镍靶 材3电解成粒径的镍离子31沉积于阴极的金属工件1表面毛细孔11 中，并依序整齐的排列成层状的纳米镍膜；同时经阴极的金属工件电 流密度保持在0. 2-6. OASD之间尤佳。
最后从电镀槽2中取出金属工件1，并进行清洗即可在金属工件 1上镀成纳米镍层(如图3所示)。
本发明重点在于由于纳米镍离子极为细微，可有效地钻填于金属 工件表面的毛细孔中，使金属工件表面的晶相结构更为细致密实，大 幅提升金属工件表面的耐磨性与外观质感；所以本发明系采用电镀工 艺，将纳米级镍离子钻填于金属工件表面的毛细孔中，其后，纳米级 镍离子又可依序排列成叠层于金属工件表面，从而可大幅增加金属工 件的表面韧性，以补强金属工件脆度。
以上所述，仅是本发明结构较佳实施例而已，并非对本发明的技 术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作 的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围 内。
权利要求
1、一种在金属工件上镀纳米镍层的方法，其特征在于包括如下步骤步骤1先将金属工件烘烤碳化，以将金属工件表面毛细孔内杂质彻底烧除碳化；步骤2再将金属工件清洗，使金属工件表面的毛细孔洗净；步骤3然后把金属工件放入带有槽液的电镀槽中电镀；其中由金属工件作为电镀槽的阴极，纯镍靶材作为电镀槽的阳极，电镀槽内的槽液为氨基磺酸镍溶液，该氨基磺酸镍溶液中的镍离子浓度在60-120g/L；该槽液温度控制在40℃-80℃之间，PH值在3.0-5.0之间，并在电镀槽内循环流动；在电镀过程中，使阳极的纯镍靶材电解成纳米级的镍离子沉积于阴极的金属工件表面毛细孔中，并依序整齐的排列成层状的纳米镍膜；步骤4从电镀槽中取出金属工件，并进行清洗。
2、 根据权利要求1所述在金属工件上镀纳米镍层的方法，其特 征在于在步骤1中烘烤温度在100"C-400。C之间，时间为0. 5-3小 时。
3、 根据权利要求1所述在金属工件上镀纳米镍层的方法，其特 征在于所述金属工件与纯镍靶材成平行或正交。
4、 根据权利要求1所述在金属工件上镀纳米镍层的方法，其特 征在于所述金属工件与纯镍靶材的间距在10-30cm之间。
5、 根据权利要求1所述在金属工件上镀纳米镍层的方法，其特 征在于在步骤3中电镀过程中，经阴极的金属工件电流密度保持在 0. 2-6. 0ASD之间。
全文摘要
本发明涉及一种在金属工件上镀纳米镍层的方法，先将金属工件烘烤碳化后清洗，使金属工件表面的毛细孔杂质彻底烧除碳化并洗净；然后把金属工件放入带有槽液的电镀槽中电镀，其中由金属工件作为电镀槽的阴极，纯镍靶材作为电镀槽的阳极，电镀槽内的槽液为氨基磺酸镍溶液，并在电镀槽内循环流动；在电镀过程中，使阳极的纯镍靶材电解成纳米级的镍离子沉积于阴极的金属工件表面毛细孔中，并依序整齐的排列成层状的纳米镍膜；最后从电镀槽中取出金属工件，并进行清洗。其中，采用电镀工艺，将纳米级镍离子钻填于金属工件表面的毛细孔中，其后纳米级镍离子又可依序排列成叠层于金属工件表面，从而可大幅增加金属工件的表面韧性，以补强金属工件脆度。
文档编号C25D5/34GK101550568SQ20091003864
公开日2009年10月7日 申请日期2009年4月15日 优先权日2009年4月15日
发明者陈仲禾 申请人:陈仲禾