面镀液的残留物，防止空气中其它物质污染镀层表面，影响其检测效果O
[0018]所述的Cu-Sn镀液，其主要成分及含量是焦磷酸钾(K4P2O7.3H20) 230?270g/L，焦磷酸铜(Cu2P2O7) 20 ?25g/L，酒石酸钾钠(KNaC4H4O6.4H20) 30 ?35g/L，锡酸钠(Na2SnO3.3H20) 40 ?60g/L，硝酸钾(KNO3) 40 ?45g/L，柠檬酸钠(Na3C6H5O7.2H20) 20 ?25g/L。其中主盐为铜盐(焦磷酸铜)和锡盐(锡酸钠)，酒石酸钾钠在镀液中充当辅助络合剂的角色，硝酸钾是电镀中常用的去极化剂，可以降低阴极的极化，提高阴极的电流密度上限。
[0019]所述的纳米Cu-Sn-石墨复合镀液，其中的纳米石墨溶胶，是由石墨电解得到，电解液中含有分析纯硝酸和少量阴离子表面活性剂，溶剂则为去离子水或蒸馏水。向Cu-Sn镀液中加入纳米石墨溶胶的方法，在于先将Cu-Sn镀液放入水浴锅中加热到40?80°C，保持恒温，然后在稳定的温度下向其中缓慢的加入纳米石墨溶胶，待石墨溶胶加入完毕后立即从水浴锅中取出放入超声振动中3?5min，使其充分溶解，然后立即放到恒温磁力搅拌器上，使其保持镀液温度。其有益效果为，可以使石墨充分的分散到镀液中，使镀层均匀，保持镀层的致密性。
[0020]本发明由于采用脉冲电镀方法，水溶性纳米Cu-Sn-石墨镀液，加入的是易于制备和分散效果好的纳米石墨溶胶，最后获得纳米Cu-Sn-石墨复合镀层，因此本方法具有可在复杂曲面施镀、镀液无污染、易于大规模生产等优点，本方法获得的镀层具有耐磨损性能优异、摩擦系数低、耐蚀性好、致密性好、厚度均匀且易于控制、无针孔汽包等优点。
【附图说明】
[0021]图1为纳米Cu-Sn-石墨复合镀层在扫面电镜下的图片。
[0022]图2为纳米Cu-Sn-石墨复合镀层EDS能谱图。
【具体实施方式】
[0023]下面举例对发明作进一步说明。
[0024]在钢片上镀覆纳米Cu-Sn-石墨复合镀层的方法，包括被镀基体的打磨，本实验方法中使用的是CW系列耐水砂纸对试件进行打磨，砂纸牌号由粗至细依次为320目,400目、600目、800目、1000目，更换下一牌号时，钢片沿上次打磨方向旋转90度，打磨至上一牌号砂纸的磨痕被完全覆盖，依次增加牌号。打磨完成后要进行超声水洗5min，取出基体，将其放入碱洗液中除油，将碱洗液放入到水浴锅中恒温80°C，加热20min。然后将基体用去离子水冲洗，再快速吹干，对其进行称重，记录数值并将基体放入到酸洗液中除锈，时间为30s，最后将其放入浸渍液浸泡30s，取出后放入电镀液中进行电镀。电镀液中的主要成分及含量是焦磷酸钾(K4P2O7.3H20)260g/L，焦磷酸铜(Cu2P2O7) 20g/L，酒石酸钾钠(KNaC4H4O6.4H20)30g/L，锡酸钠(Na2SnO3.3H20) 40g/L，硝酸钾(KNO3) 40g/L，柠檬酸钠(Na3C6H5O7.2H20) 20g/L，纳米石墨溶胶67ml/L。设定工艺参数，电镀温度为40°C，机械搅拌转速为100r/min，pH值为9.5，电流形式为脉冲电流，电流密度为3.lA/dm2，占空比为40%，频率为4000Hz，电镀时间为60min。取出电镀后试件后立即用去离子水冲洗，然后放在酒精中进行超声清洗3min，重复此步骤四遍，快速吹干、称重、再放入酒精中超声清洗、快速吹干后立即放入封口袋中。就可以获得耐磨损、摩擦系数低、耐蚀性好的纳米Cu-Sn-石墨复合锻层。
[0025]然后用扫描电镜对纳米Cu-Sn-石墨复合镀层进行表面形貌分析，从图1中可以看出，镀层表面粒度分布均匀，无大面积团聚，无针孔汽泡等现象。图2为复合镀层的EDS能谱图，可知镀层中各元素的质量的分数分别为铜84.4%，锡8.89%，石墨4.88%。用销盘式摩擦磨损试验机(SFT-2M销盘式)测试看复合镀层的摩擦系数，在10g载荷下，镀层破损前系数稳定在0.119?0.143之间，可以看出其摩擦系数较低。
【主权项】
1.一种获得纳米Cu-Sn-石墨复合镀层的方法，其特征是:将通过电解法制备的纳米石墨溶胶加入到Cu-Sn镀液中制成Cu-Sn-石墨电镀液，将金属部件置于所述Cu-Sn-石墨电镀液中，在温度为35?45°C、搅拌转速为100?200r/min、pH值为9?10、电流形式为脉冲电流、电流密度为2?4A/dm2、占空比为30%?80%、频率为50?5000Hz的条件下电镀，得到含有铜、锡、石墨以及铜锡结晶产物的复合镀层。
2.根据权利要求1所述的获得纳米Cu-Sn-石墨复合镀层的方法，其特征是:所述的Cu-Sn-石墨电镀液是由Cu-Sn镀液和通过电解法制备的纳米石墨溶胶组成，所述Cu-Sn镀液包括:焦磷酸钾230?270g/L、焦磷酸铜20?25g/L、酒石酸钾钠30?35g/L、锡酸钠40?60g/L、硝酸钾40?45g/L、朽1檬酸钠20?25g/L，通过电解法制备的纳米石墨溶胶的含量为60?70ml/L。
3.根据权利要求2所述的获得纳米Cu-Sn-石墨复合镀层的方法，其特征是:所述的Cu-Sn-石墨电镀液是的制备方法是:先将配制Cu-Sn镀液，将Cu-Sn镀液加热到40?80°C，保持恒温，然后缓慢加入电解法制备的纳米石墨溶胶。
4.根据权利要求1、2或3所述的获得纳米Cu-Sn-石墨复合镀层的方法，其特征是:所述的复合镀层中各元素所占的质量百分比为铜80%?90%、锡4%?10%、石墨3%?6% ο
5.根据权利要求4所述的获得纳米Cu-Sn-石墨复合镀层的方法，其特征是:所述的复合镀层的镀层厚度为5?100 μπι。
6.一种Cu-Sn-石墨电镀液，其特征是由Cu-Sn镀液和通过电解法制备的纳米石墨溶胶组成，所述Cu-Sn镀液包括:焦磷酸钾230?270g/L、焦磷酸铜20?25g/L、酒石酸钾钠30?35g/L、锡酸钠40?60g/L、硝酸钾40?45g/L、柠檬酸钠20?25g/L，通过电解法制备的纳米石墨溶胶的含量为60?70ml/L。
【专利摘要】本发明提供的是一种获得纳米Cu-Sn-石墨复合镀层的方法及Cu-Sn-石墨电镀液。将通过电解法制备的纳米石墨溶胶加入到Cu-Sn镀液中制成Cu-Sn-石墨电镀液，将金属部件置于所述Cu-Sn-石墨电镀液中，在温度为35～45℃、搅拌转速为100～200r/min、pH值为9～10、电流形式为脉冲电流、电流密度为2～4A/dm2、占空比为30％～80％、频率为50～5000Hz的条件下电镀，得到含有铜、锡、石墨以及铜锡结晶产物的复合镀层。本发明的方法具有可在复杂曲面施镀、镀液无污染、易于大规模生产等优点，本方法获得的镀层具有耐磨损性能优异、摩擦系数低、耐蚀性好、致密性好、厚度均匀且易于控制、无针孔汽包等优点。
【IPC分类】C25D5-18, C25D15-00
【公开号】CN104694997
【申请号】CN201510112342
【发明人】应丽霞, 吕秀鹏, 吴珂, 王桂香, 石洪瑞, 朱腾飞
【申请人】哈尔滨工程大学
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2015年3月13日