专利名称：一种镍-聚四氟乙烯涂层的制备方法
技术领域：
本发明涉及电镀技术领域，特别是涉及一种镍-聚四氟乙烯涂层的制备方法。
背景技术：
电镀(Electroplating)就是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程。电镀时，镀层金属做阳极，被氧化成阳离子进入电镀液；待镀的金属制品做阴极，镀层金属的阳离子在金属表面被还原形成镀层。为排除其它阳离子的干扰，且使镀层均匀、牢固，需用含镀层金属阳离子的溶液做电镀液，以保持镀层金属阳离子的浓度不变。
电镀的目的是在基材上镀上金属镀层(deposit)，改变基材表面性质或尺寸。电镀能增强金属的抗腐蚀性(镀层金属多采用耐腐蚀的金属)、增加硬度、防止磨耗、提高导电性、润滑性、耐热性、和表面美观。
利用电解作用在机械制品上沉积出附着良好的、但性能和基体材料不同的金属覆层的技术。电镀层比热浸层均匀、一般都较薄，从几个微米到几十微米不等。
通过电镀，可以在机械制品上获得装饰保护性和各种功能性的表面层，还可以修复磨损和加工失误的工件。镀层大多是单一金属或合金，如锌、镉、金或黄铜、青铜等；也有弥散层，如镍-碳化硅、镍-氟化石墨等；还有覆合层，如钢上的铜-镍-铬层、钢上的银-铟层等。电镀的基体材料除铁基的铸铁、钢和不锈钢外，还有非铁金属，如ABS塑料、聚丙烯、聚砜和酚醛塑料，但塑料电镀前，必须经过特殊的活化和敏化处理。
为了追求更好的电镀带来的装饰效果和强大的功能性，人们对电镀从方法以及电镀液的配置进行了很多研究；但是目前，现有的技术在成品耐磨性、硬度、防腐性以及生产效率方面还不够完善，使用范围较窄，只能单一分别用在金属要或非金属上。
现在模具产品常采用表面改性技术来提高模具的机械性能和使用寿命。模具的表面处理技术主要有阳极氧化、硬质阳极氧化以及涂装膜层。对模具进行阳极氧化，虽然在表面形成一层氧化膜，该氧化膜可在一定程度上提高模具的机械性能，但所制备的氧化膜层较薄，与基体的结合力较小，表面硬度一般在300HV左右，只能在很短的时间内对模具其保护作用；而硬质阳极氧化制备的氧化膜层较普通阳极氧化膜层的硬度有了一定的提高，可达到450HV，但其工艺要求非常严格，一般电解液的温度须控制在5°C以下。模具产品表面涂层领域，国内外广泛采 用多弧离子镀设备与技术、空心阴极离子镀设备与技术等，制备TiN, AIN、CrN、TiC、TiCN、TiAIN等涂层，因为其抗氧化温度低、摩擦力大、与基体结合力小等原因，应用受到限制。发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于，提供一种镍-聚四氟乙烯涂层的制备方法；使用该方法处理得到的镀件不仅耐磨性、防腐性好，而且具有可焊及可淬性，不对其它模具表面产生任何负面影响。
本发明是通过以下技术方案来实现的: 一种镍-聚四氟乙烯涂层的制备方法，包括以下步骤: A.预处理 将待镀件依次进行上挂、脱脂除油、水洗、酸洗活化； B.电镀 配置电镀液:包括将按重量百分比计算的短丝纤维1% 3%、氯化镍20% 30%、柠檬酸钠5% 8%、硫酸镍22% 30%、聚四氟乙烯颗粒7% 20%、氟化乙烯1% 5%、过氟烷基化物1% 5%、丙烯共聚物I % 5%、辛基苯基聚氧乙烯迷0.1% 0.3%和氨水； 再将待镀件作为阴极，将镍板作为阳极，放入上述镀液中电镀一段时间，在镀件上形成一层镀层； C.后处理 将电镀好的待镀件用水清洗、乾燥、下挂得到电镀有镍-聚四氟乙烯涂层的成品。
较佳地，所述上挂前，进行磨光和抛光处理。
较佳 地，所述水洗后进行电解抛光或化学抛光。
较佳地，所述酸洗活化后进行预镀。
较佳地，所述磨光和抛光处理中将待镀件的表面磨光抛光至粗糙度Ra为0.3 0.6微米。
较佳地，所述水洗为用去离子水在超声波中进行清洗。
较佳地，所述电镀过程中，电流密度5安/平方分米，电镀时间2 5分钟。
较佳地，所述预镀为将待镀件放入到预镀液中浸泡30分钟，所述预镀液中包括镍粉和聚四氟乙烯分散液。
较佳地，所述酸洗活化为在体积浓度为150毫升/升的盐酸溶液中浸泡12小时。
本发明将镍与聚四氟乙烯、氟化乙烯丙烯共聚物、过氟烷基化物和其他助剂进行配伍作为电镀液，其中聚四氟乙烯是一种使用了氟取代聚乙烯中所有氢原子的人工合成高分子材料；这种材料具有抗酸抗碱、抗各种有机溶剂的特点，几乎不溶于所有的溶剂；同时，聚四氟乙烯具有耐高温的特点，它的摩擦系数极低，所以可作润滑作用之余，亦成为了易洁和水管内层的理想涂料。氟化乙烯丙烯共聚物具有卓越的化学稳定性、极好的不粘特性，最高使用温度为200°C。过氟烷基化物是具有更高的连续使用温度260°C，更强的刚韧度，特别适合使用在高温条件下防粘和耐化学性使用领域。
本发明与其他形式的电镀不同，通过两次电镀形成镀层，不局限于在模具边角位及深槽孔位置分布，而是在模具的实际轮廓表面上均匀涂覆，这就避免了涂层的不一致性而导致的再次研磨加工。本发明不仅可适用于各种钢、铜合金、锻铝、铸铁以及不锈钢等基材，并具有可焊及可淬性，不对其它模具表面产生任何负面影响，尤其是还能出色的运用在除纯橡胶外的各种注塑材料成形，如硅胶、TPOO, PVC等上。
当本发明用在各种注塑材料上时，更具有如下优点。
1.贴附牢固； 2.缩短成型周期，模具表面的干摩擦系数对注塑填充时间有很大影响，本发明涂层可以使干摩擦系数大大降低，从而使填充速度加快10%以上；以汽车后围板模具为例，涂层之前注塑周期为60s，涂层后注塑周期为53 ； 3.维持光度均匀，从而减少产品注塑时对模具表面纹理的损伤，减少塑胶添加剂在纹理表面的沉积； 4.方便模具维护，防止模具氧化和酸腐蚀，并易于清洗，可以用氨/水(50/50)混合物与压缩空气就可以清洗干净，如果有脏污在模穴产生，可以用棉抹布擦拭，模具表面即可恢复到原来的外观和光泽度。
具体的实施方式 下面结合具体实施方式
对本发明作进一步的详细说明，以助于本领域技术人员理解本发明。
实施例1 一种镍-聚四氟乙烯涂层的制备方法，包括以下步骤: A.预处理 将待镀件依次进行磨光和抛光处理、上挂、脱脂除油、水洗、酸洗活化、进行预镀； 其中，表面磨光抛光至粗糙度Ra为0.3 0.5微米，水洗为用去离子水在超声波中进行清洗； 预镀为将待镀件放入到预镀液中浸泡30分钟，所述预镀液中包括按照重量百分比计算镍粉和聚四氟乙烯分散液； 所述酸洗活化为在体积浓度为150毫升/升的盐酸溶液中浸泡12小时。
B.电镀 配置电镀液:包括将按重量百分比计算的短丝纤维3%、氯化镍30%、柠檬酸钠8%、硫酸镍30%、聚四氟乙烯颗粒20%、氟化乙烯I %、过氟烷基化物I %、丙烯共聚物I %、辛基苯基聚氧乙烯迷0.1%和氨水； 再将待镀件作为阴极，将镍板作为阳极，放入上述镀液中电镀一段时间，在镀件上形成一层镀层；电镀过程中，电流密度5安/平方分米，电镀时间2 5分钟。
C.后处理 将电镀好的待镀件用水清洗后、乾燥、下挂得到电镀有镍-聚四氟乙烯涂层的成品。
实施例2 同具体实施1，区别在于，配置电镀液为包括将按重量百分比计算的短丝纤维2%、氯化镍25 %、柠檬酸钠6 %、硫酸 镍25 %、聚四氟乙烯颗粒10 %、氟化乙烯3 %、过氟烷基化物2%、丙烯共聚物2%、辛基苯基聚氧乙烯迷0.2%和氨水。
实施例3 同具体实施1，区别在于，配置电镀液为包括将按重量百分比计算的短丝纤维1%、氯化镍20 %、柠檬酸钠5 %、硫酸镍22 %、聚四氟乙烯颗粒7 %、氟化乙烯5 %、过氟烷基化物5%、丙烯共聚物5%、辛基苯基聚氧乙烯迷0.3%和氨水。
上述实施例，只是本发明的较佳实施例，并非用来限制本发明实施范围，故凡以本发明权利要求所述的特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括在本发明权利要求范围之内。
该镍-聚四氟乙烯涂层的制备方法所形成的创博涂层是由20%的PTFE (特氟龙)和无电解镍组合而成，该涂层具有表面润滑(干摩擦系数可低至0.04)，抗粘、耐腐(0.001英寸镀层厚度也可以承受超过300小时的盐雾测试)、耐磨(用TaborCS-1O型号的砂轮I公斤载荷下的磨损量为14毫克)、强硬度(硬度可达到洛氏36-62度)等特点；可适用于各种钢，铜合金、铝合金、铸铁及不锈钢等基材，且对模具不会产生任何负作用；对于各种塑胶、橡胶材料成型有很大帮助，尤其是PA、PVC、TP0，、GF (玻璃纤维)、橡胶、硅胶、环氧树脂等特殊材料。、与其它形式的电镀不同，创博涂层不局限于在模具边角位及深槽孔位置分布，而是在模具的实际轮廓表面均匀涂覆，这就避免了涂层的不一致性而导致的再次研磨加工；B、涂层贴覆牢固:创博涂层在防止脱落和破碎方面非常有优势。镀后热处理，将进一步增强贴附牢固度；C、缩短成型周期:模具表面的干摩擦系数对注塑填充时间有很大影响，创博涂层可使干摩擦系数大大降低，从而使填充速度加快10%以上，尤其适用于汽车模具。
经检测，使用本发明方法的预镀件膜层用Tabor CS-1O型号砂轮I公斤负载下的磨损量为14毫克，硬度可以达到洛式36度到62度，防腐性0.001英寸镀层厚度也可以承受超过300小时的盐雾测试。
以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或·修饰，均包括于本发明专利申请范围内。
权利要求
1.一种镍-聚四氟乙烯涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: 预处理 将待镀件依次进行上挂、脱脂除油、水洗、酸洗活化； 电镀 配置电镀液:包括将按重量百分比计算的短丝纤维1% 3%、氯化镍20% 30%、柠檬酸钠5% 8%、硫酸镍22% 30%、聚四氟乙烯颗粒7% 20%、氟化乙烯1% 5%、过氟烷基化物1% 5%、丙烯共聚物I % 5%、辛基苯基聚氧乙烯迷0.1% 0.3%和氨水； 再将待镀件作为阴极，将镍板作为阳极，放入上述镀液中电镀一段时间，在镀件上形成一层镀层； 后处理 将电镀好的待镀件用水清洗、乾燥、下挂得到电镀有镍-聚四氟乙烯涂层的成品。
2.如权利要求1所述镍-聚四氟乙烯涂层的制备方法，其特征在于，所述上挂前，进行磨光和抛光处理。
3.如权利要求1所述镍-聚四氟乙烯涂层的制备方法，其特征在于，所述水洗后进行电解抛光或化学抛光。
4.如权利要求1所述镍-聚四氟乙烯涂层的制备方法，其特征在于，所述酸洗活化后进行预镀。
5.如权利要求2所述镍-聚四氟乙烯涂层的制备方法，其特征在于，所述磨光和抛光处理中将待镀件的表面磨光抛光至粗糙度Ra为0.3 0.6微米。
6.如权利要求1所述镍-聚四氟乙烯涂层的制备方法，其特征在于，所述水洗为用去离子水在超声波中进行清洗。
7.如权利要求2所述镍-聚四氟乙烯涂层的制备方法，其特征在于，所述电镀过程中，电流密度5安/平方分米，电镀时间2 5分钟。
8.如权利要求4所述镍-聚四氟乙烯涂层的制备方法，其特征在于，所述预镀为将待镀件放入到预镀液中浸泡30分钟，所述预镀液中包括镍粉和聚四氟乙烯分散液。
9.如权利要求1所述镍-聚四氟乙烯涂层的制备方法，其特征在于，所述酸洗活化为在体积浓度为150毫升/升的盐 酸溶液中浸泡12小时。
全文摘要
本发明涉及电镀技术领域，特别是涉及一种镍-聚四氟乙烯涂层的制备方法；本发明将镍与聚四氟乙烯、氟化乙烯丙烯共聚物、过氟烷基化物和其他助剂进行配伍作为电镀液，并在一定条件下进行电镀，不仅广泛适用于各种钢、铜合金、锻铝、铸铁以及不锈钢等基材，还能出色的运用在除纯橡胶外的各种注塑材料，如硅胶、TPO0、PVC等上，而且镀膜的耐磨性、防腐性好，同时具有可焊及可淬性，不对其它模具表面产生任何负面影响。
文档编号C25D15/00GK103225098SQ201310203009
公开日2013年7月31日 申请日期2013年5月28日 优先权日2013年5月28日
发明者任志同 申请人:模德模具(东莞)有限公司