I一种纳米复合共沉积增加金属基梯度镀层制备方法与流程1.本创造涉及电沉积技术领域,具体说是一种纳米复合共沉积增加金属基梯度镀层制备方法。背景技术:2.复合电沉积是在传统电镀工艺的基础上,将一种或数种不溶性固体颗粒加入到电镀液中,实现固体颗粒与金属离子的共沉积,从而得到兼具固体颗粒与金属双重性质的复合镀层。复合镀层的用途主要是提高材料表面耐磨性及润滑力量。前者在镀层中加入金刚石、cbn、al2o3、sic、wc、tio2、zro2等不一样的硬质微粒;而自润滑层中其次相微粒的选择原则在于它们具有较小的剪切强度和硬度,能在摩擦面间形成减摩膜,通常具有层状结构的物质能满足上述要求,目前用法的微粒有石墨、hbn、mos2、ws2、氟化石墨、ptfe、caf2、baf2等。3.在某些应用场合要求材料表面具有耐磨减磨一体化功能。如在半导体封装模具领域中,绿色环保树脂的广泛应用使得成形后产品的脱模越来越困难。在传统工艺加工的封装模具中,经常消灭由于脱模困难而造成产品的报废,相对应需要清模的周期也慢慢变得短,严峻影响产品的优良率和生产效率,因此急需提高半导体绿色环保树脂封装质量和效率。在半导体封装模具表面制备耐磨减磨一体化镀层可以轻松又有效的削减脱模力、延长清模周期并获得长的封装寿命。传统的在电镀过程中需要对基体进行预处理,去除基体表面的锈蚀,锈蚀去除完毕后,需要将基体进行清理洗涤,除去在锈蚀清除过程中其表面残留的化学物质,现有的设备多数接受单一夹取清洗的方式,导致元器件的整体清洗效率较低,部分还存在未充分与水接触导致清洗不洁净的状况,使得电镀质量差,导致后期用法过程中会消灭镀层脱落的现象,严峻影响基体的用法寿命。II技术实现要素:4.针对现存技术中的问题,本创造供应了一种纳米复合共沉积增加金属基梯度镀层制备方法,接受高硬度立方结构增加相和具有层状滑移性的六方结构增加相同时作为复合电镀的不溶性微粒,制备一种耐磨减磨一体化的纳米复合共沉积增加金属基梯度镀层,从而满足如半导体封装模具削减脱模力、延长清模周期并获得长的封装寿命的要求,同时,电镀装置通过动态循环流淌的方法,能有效的除去基体表面的化学物质,使得清洁洁净彻底,使得电镀质量优越,避开后期用法过程中消灭镀层脱落的现象,延长了基体寿命,同时可对多个基体一起进行清理,大幅度的提升了工作效率。5.本创造解决其技术问题所接受的技术方案是:一种纳米复合共沉积增加金属基梯度镀层制备方法,包括以下步骤:6.步骤s1:对基体表明上进行预处理;7.步骤s2:在经过步骤s1处理的基体表面,在电镀装置中,以立方结构和六方结构同素异构体为增加相,以金属为电镀层母相,电镀时使增加相在镀液中含量渐渐增加呈梯度变幻,形成颗粒增加金属基梯度复合镀层;具体的为:8.a1、选择阳极板以及经过预处理的基体作阴极,阴极、阳极极板的面积相等,极间距为30mm,配置好电镀悬浮液;9.a2、将悬浮液放在电镀装置中,将两极板水平置于配置好的复合电镀悬浮液中后,磁力转子保持适当速度,转子速度为600或700rpm,使增加相在电镀液中保持悬浮状态,电镀时使增加相在镀液中含量渐渐增加呈梯度变幻,从而制备梯度镀层;10.a3、接受恒电流法来进行电沉积,电镀结束后将试样取出,先用清水冲洗,接着放入超声III清洗器中超声清洗10min,水洗,干燥;11.步骤s3:对步骤s2获得的镀层进行电接触强化。12.具体的,所述步骤s1中预处理为对基体依次进行砂纸打磨,除油,弱酸活化,各个步骤之间用去离子水冲洗基体表面。13.具体的,所述步骤s2中增加相为金刚石‑石墨、cbn‑hbn中的一种,增加相颗粒尺寸为10‑80nm。14.具体的,所述步骤s2中金属基镀层母相为ni、ni‑p、ni‑w、ni‑co、ni‑fe、ni‑mo、ni‑IVmn、ni‑co‑mn、ni‑fe‑p中的一种。15.具体的,所述步骤s3中电接触强化时电极与工件压力为49~196n,电极进给速度为0.5~2mm/min,电流为30~50ka。16.具体的,所述步骤s2中的电镀装置包含箱体、支撑架、电机和清洗机构,所述支撑架置于箱体上端,箱体包括电镀箱和清洗箱,电镀箱和清洗箱之间通过隔板隔开设置,清洗机构置于清洗箱内部,清洗箱上端设有盖板,盖板数量为两个,且两个盖板对称设置,电机固定连接在盖板的上表面;17.所述清洗机构包括连接转轴、安装柱、连接环、滑动块、回位弹簧、夹紧装置、固定板和伸缩杆,两个连接转轴分别固定安装在安装柱的两端,且连接转轴与清洗箱的内壁转动连接,安装柱外壁套设有连接环,连接环与安装柱固定连接,连接环数量为两个,且两个连接环对称设置,两个连接环中部设有伸缩杆,伸缩杆底部固定安装在安装柱外壁,多个伸缩杆沿安装柱外壁圆周方向均匀分布,伸缩杆顶部固定连接有夹紧装置,夹紧装置两侧对称设有固定板,固定板下端转动连接有滑动块,滑动块置于安装柱外壁,且滑动块与安装柱滑动连接,滑动块与连接环之间设有回位弹簧,回位弹簧一端与滑动块固定连接,回位弹簧另一端与连接环固定连接。V18.具体的,所述滑动块呈工形,安装柱外壁上设有与滑动块相适配的t形滑槽,滑动块底部置于t形滑槽内,且滑动块通过t形滑槽与安装柱滑动连接,滑动块上表面固定连接有第一连接块,第一连接块内部固定连接有第一连接轴,固定板下端套设在第一连接轴外壁,且固定板与第一连接轴转动连接。19.具体的,所述夹紧装置包含安装架、调整柱、夹板、夹紧弹簧、其次连接块和其次连接轴,其次连接块固定连接在伸缩杆的顶部,其次连接块两端设有固定槽,其次连接轴固定连接在固定槽内,固定板上端套设在其次连接轴外壁,且固定板与其次连接轴转动连接,安装架侧壁上部设有调整柱,调整柱贯穿安装架侧壁的侧壁,且调整柱与安装架转动连接,调整柱数量为两个,且两个调整柱对称设置,调整柱置于安装架内侧一端固定连接夹板,调整柱置于安装架外侧一端固定连接有叶轮,夹紧弹簧置于安装架内侧,且夹紧弹簧套设在调节柱外壁。20.具体的,所述电机的输出端固定连接有转动轴,转动轴与连接转轴通过第一皮带连接,盖板靠近清洗箱中部一侧设有气孔板,清洗箱腔内底部设有伸缩气囊,伸缩气囊与气孔板通过气管贯穿连接。21.具体的,括支撑板和机械手,箱体侧壁上端设有第一滑槽,支撑板两侧壁下端置于第一滑槽内,且支撑板与第一滑槽滑动连接,多个机械手固定连接在支撑板顶部的下表面。22.本创造的有益效果:23.(1)本创造所述的一种纳米复合共沉积增加金属基梯度镀层制备方法,通过将基体放入清洗 箱对其进行清理,通过将基体放入电镀箱,可对基体进行电镀,通过支撑架的移动,可将清洗 后的基体放入电镀箱进行电镀,通过这设置清洗机构可以对基体进行电镀前最终一次清洗,除 去基体上的化学物质,使得清洁洁净彻底,使得电镀质量优越,避开后期用法过程中消灭镀层 脱落的现象,延长了基体寿命,同时可对多个基体一起进行清理,大幅度的提升了工作效率,通过 电机为清洗机构供应动力,使清洗洁净彻底,盖板对电机起到支撑作用。 VI 24.(2)本创造所述的一种纳米复合共沉积增加金属基梯度镀层制备方法,在清洗基体过程中, 清洗箱内放入适量的水,连接转轴转动时,带动安装柱转动,安装柱转动过程中带动伸缩杆转 动,伸缩杆此时为原始状态,伸缩杆同时带动夹紧装置转动,此时全部的夹紧装置带动基体在 水中转动,进行清理洗涤,当清洗完成后,使伸缩杆伸常,伸缩杆处于伸长状态时,伸缩杆推动夹 紧装置向远离安装柱方向运动,部分夹紧装置运动到水的上方,可以把清洗完成的基体取下进 行下一步工序,在伸缩杆伸长的同时,夹紧装置带动固定板上端向远离安装柱方向运动,固定 板下端沿安装柱侧壁向远离连接环方向运动,固定板下端运动过程中拉动滑动块沿安装柱侧壁 向远离连接环方向运动,滑动块拉动回位弹簧,回位弹簧被拉伸,对清洗完成的基体进行下一 步工序的同时,还可以将未清洗的基体放置在夹紧装置上进行,节省了时间,大幅度的提升了清洗 效率。 25.(3)本创造所述的一种纳米复合共沉积增加金属基梯度镀层制备方法,支撑板沿第一滑槽运 动到安装架正上方,通过机械手将基体取下,然后支撑板沿第一滑槽运动到电镀箱上方,并通 过机械手将基体放入电镀箱内进行电镀,使得电镀质量优越,避开后期用法过程中消灭镀层脱 落的现象,延长了基体寿命,同时可对多个基体一起进行清理,大幅度的提升了工作效率;本创造 基于立方结构增加相的高硬度和六方结构增加相的层状滑移性,使复合镀层耐磨减磨一体化; 通过纳米增加相及其梯度分布的集同效应,大幅度的提升金属基复合镀层的性能;通过对镀层进行 电接触强化,不仅充实镀层表面以及内部的质量,而且使镀层与基体之间的结合从机械结合转 变为冶金结合,极大提高了镀层与基体之间结合力。 附图解释 26.下面结合附图和实施例对本创造进一步解释。 27.图1 为本创造供应的一种纳米复合共沉积增加金属基梯度镀层制备方法的流程图; 28.图2 为本创造的电镀装置立体结构示意图。 29.图3 为本创造供应的图2 中m VII ‑ m向的剖视图。 30.图4 为本创造供应的清洗机构立体图。 31.图5 为本创造供应的清洗机构剖视图。 32.图6 为本创造供应的滑动块、第一连接块、第一连接轴和固定板连接图。 33.图7 为本创造供应的夹紧装置立体图。 34.图8 为本创造供应的图7 的轴视图。 35.图中:1、箱体;11、电镀箱;12、清洗箱;121、伸缩气囊;122、气管;123、盖板; 124、气孔板;13、第一滑槽;2、支撑架;21、支撑板;22、机械手;3、电机;31、转动 轴;32、第一皮带;4、清洗机构;41、连接转轴;42、安装柱;421、t 形滑槽;43、连接 环;44、滑动块;441、第一连接块;442、第一连接轴;45、回位弹簧;46、夹紧装置;461、 安装架;462、调整柱;463、夹板;464、夹紧弹簧;465、其次连接块;466、其次连接轴; 467、叶轮;47、固定板;48、伸缩杆。 具体实施方式 36.为了使本创造实现的技术方法、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体 实施方式,进一步阐述本创造。 37.1 ‑ 图8 所示,本创造所述的一种纳米复合共沉积增加金属基梯度镀层制备方法,包括以下步骤: 38.步骤s1:对基体表明上进行预处理; 39.步骤 s2:在经过步骤 s1 处理的基体表面,在电镀装置中,以立方结构和六方结构同素异 构体为增加相,以金属为电镀层母相,电镀时使增加相在镀液中含量渐渐增加呈梯度变幻,形 成颗粒增加金属基梯度复合镀层;具体的为: VIII 40.a1、选择阳极板以及经过预处理的基体作阴极,阴极、阳极极板的面积相等,极间距为30mm, 配置好电镀悬浮液; 41.a2、将悬浮液放在电镀装置中,将两极板水平置于配置好的复合电镀悬浮液中后,磁力转 子保持适当速度,转子速度为600 或700rpm,使增加相在电镀液中保持悬浮状态,电镀时使 增加相在镀液中含量渐渐增加呈梯度变幻,从而制备梯度镀层; 42.a3、接受恒电流法来进行电沉积,电镀结束后将试样取出,先用清水冲洗,接着放入超声 清洗器中超声清洗10min,水洗,干燥; 43.步骤s3:对步骤s2 获得的镀层进行电接触强化。 44.所述步骤s1 中预处理为对基体依次进行砂纸打磨,除油,弱酸活化,各个步骤之间用去离 子水冲洗基体表面。 45.所述步骤s2 中增加相为金刚石 ‑ 石墨、cbn ‑ hbn 中的一种,增加相颗粒尺寸为10 ‑ 80nm。 46.所述步骤s2 中金属基镀层母相为ni、ni ‑ p、ni ‑ w、ni ‑ IX co、ni ‑ fe、ni ‑ mo、ni ‑ mn、ni ‑ co ‑ mn、ni ‑ fe ‑ p 中的一种。 47.所述步骤s3 中电接触强化时电极与工件压力为49~196n,电极进给速度为0.5~2mm/min, 电流为30~50ka。 48.所述步骤s2 中的电镀装置包含箱体1、支撑架2、电机3 和清洗机构4,所述支撑架2 置
February 2005纳米Al2O3颗粒增强镍基复合镀层的制备及微观力学
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