一種機(jī)械滾動研磨酸性電鍍銅的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種機(jī)械滾動研磨酸性電鍍銅的方法，其內(nèi)容是采用機(jī)械研磨電鍍銅裝置，電源，基材，珠子以及陽極板進(jìn)行機(jī)械研磨酸性鍍銅。采用機(jī)械研磨酸性鍍銅裝置通過改變不同直徑珠子或者振動頻率，使得珠子在試樣表面主要以滾動方式運(yùn)動從而研究機(jī)械研磨對酸性電鍍銅的影響。本發(fā)明的技術(shù)效果：此方法簡單且易實(shí)施，可獲得晶粒細(xì)化的銅層，使銅層具有優(yōu)異的耐蝕性以及結(jié)合力。
【專利說明】一種機(jī)械滾動研磨酸性電鍍銅的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種采用機(jī)械研磨酸性鍍銅的裝置、珠子、電源、基材以及陽極板進(jìn)行酸性電鍍銅，采用機(jī)械研磨酸性鍍銅裝置使得珠子在基材的表面主要以滾動的形式運(yùn)動，通過改變不同直徑的珠子以及不同的振蕩頻率來研究不同機(jī)械能對酸性電鍍銅的影響的方法，具體涉及一種機(jī)械滾動研磨酸性電鍍銅的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]目前國內(nèi)外，實(shí)現(xiàn)電鍍鍍層晶粒納米化，已成為提高鍍層力學(xué)性能和抗腐蝕性能的重要手段和研究的熱點(diǎn)。機(jī)械研磨電鍍可以顯著提高鍍層的致密性和機(jī)械性能。目前機(jī)械研磨電鍍研究最多的是水平振動，但這種振動方式使得珠子的運(yùn)動主要是以滑動為主，滑動的珠子在運(yùn)動過程中摩擦力較大，銅層的美觀性較差。采用機(jī)械研磨酸性鍍銅裝置通過改變不同直徑珠子或者振動頻率使得珠子主要以滾動方式運(yùn)動來研究機(jī)械研磨對酸性鍍銅的影響。目前，國內(nèi)外還沒有利用這種方法來制備酸性電鍍銅的報導(dǎo)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種機(jī)械滾動研磨酸性電鍍銅的方法，其內(nèi)容是采用機(jī)械研磨電鍍銅裝置，電源，基材，珠子以及陽極板進(jìn)行機(jī)械研磨酸性鍍銅。改變不同直徑珠子或者振動頻率通過采用機(jī)械研磨酸性鍍銅裝置使得珠子主要以滾動方式運(yùn)動來研究機(jī)械研磨對酸性鍍銅的影響。
[0004]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種機(jī)械滾動研磨酸性電鍍銅的方法，采用電鍍電源，基材，珠子以及陽極板進(jìn)行機(jī)械研磨酸性鍍銅，通過采用機(jī)械研磨電鍍銅裝置，使珠子在電鍍的過程中主要以滾動方式在基材表面運(yùn)動；其特征具體步驟如下:
(1)將電鍍槽底部加工出一個與試樣大小一樣的凹槽，試驗時試樣水平放置于電鍍槽底部的凹槽中，然后加入珠子；
(2)在陰極的正上方放一塊陽極板；
(3)將整個電鍍槽置于機(jī)械研磨酸性鍍銅裝置的試樣臺上；
(4)打開電鍍電源以及HY-多功能振蕩器的垂直振動功能便可進(jìn)行機(jī)械研磨酸性電鍍銅。
[0005]本發(fā)明所述珠子一般為玻璃珠、ZrO2, Al2O3或者S12等耐酸性圓珠的一種或是幾種。
[0006]本發(fā)明所述鍍槽采用標(biāo)定容積約為500mL的普通玻璃燒杯，試樣與燒杯底部通過環(huán)氧樹脂固定。
[0007]本發(fā)明所述陽極板為銅板，尺寸:40mmX30mmX2mm。
[0008]本發(fā)明所述電鍍槽采用酸性鍍銅槽，其配方采用普通的硫酸和硫酸銅體系，為硫酸60g/L，硫酸銅200g/L，總?cè)芤簽?00mL。
[0009]本發(fā)明所述電鍍時使鍍槽做與豎直方向夾角為5-10度的搖擺運(yùn)動，搖擺頻率為1.0_3.0Hzο
[0010]本發(fā)明所述方法可以制備晶粒細(xì)化的晶粒，耐蝕性性以及結(jié)合力提高的膜層。
[0011]本發(fā)明所述方法可以通過改變不同直徑的珠子以及不同振動頻率可以研究不同機(jī)械能對酸性鍍銅的影響。
[0012]本發(fā)明所述方法在電鍍過程中珠子在鍍銅的層的表面主要是以滾動的方式運(yùn)動，其摩擦力較小。
[0013]本發(fā)明所述的一種機(jī)械滾動研磨酸性電鍍銅的裝置，主要包括豎直振蕩器、傳動桿、傳動板、軸承支撐板、搖動定位鋼絲、軸承、軸承支撐桿、固定支架、試樣臺、固定桿和固定線；其特征在于:豎直振動器的振蕩部件豎直連接傳動桿的一端，在傳動桿的另一端水平連接傳動板的一端，傳動板的另一端插入水平放置的軸承支撐板的槽中，在軸承支撐板槽口處平行于槽口兩長邊的方向分別固定一根搖動定位鋼絲，在軸承支撐板槽口左右的兩個側(cè)面的中央位置打一個通孔，并將兩個軸承固定于通孔中，將軸承支撐桿插入軸承中并與軸承內(nèi)環(huán)固定緊，軸承支撐桿的兩端分別固定于固定支架上，在軸承支撐板上固定設(shè)置試樣臺，試驗臺和軸承支撐板的重心位于同一條垂直水平面的直線上，在試樣臺上平行于軸承支撐桿上的兩端分別固定設(shè)置一固定桿，并且在固定桿另一頭固定一根固定線。
[0014]本發(fā)明的技術(shù)效果是:此方法簡單且易實(shí)施，可獲得晶粒細(xì)化的銅層，能夠提高銅層的耐蝕性以及結(jié)合力。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]在圖1中，1、豎直振蕩器，2、傳動桿，3、傳動板，4、軸承支撐板，5、搖動定位鋼絲。
6、軸承,7、軸承支撐桿,8、固定支架,9、試驗臺，10、固定桿，11、固定線。

【具體實(shí)施方式】
[0017]如圖1所示，一種機(jī)械滾動研磨酸性電鍍銅的裝置，主要包括豎直振蕩器1、傳動桿2、傳動板3、軸承支撐板4、搖動定位鋼絲5、軸承6、軸承支撐桿7、固定支架8、試樣臺9、固定桿10和固定線11 ;其特征在于:豎直振動器I的振蕩部件豎直連接一根長為30cm直徑為1.5cm傳動桿2,使傳動桿2在振蕩器豎直振蕩時也做豎直振蕩,在傳動桿2的另一端水平連接一塊長為5cm寬為3cm高為0.2cm的傳動板3的一端,將傳動板3的另一端插入長為12cm寬為6cm高為4cm的水平放置的軸承支撐板4的槽中，插入深度為0.4cm左右，該槽的長為6cm寬度為2cm深為0.5cm,且該槽上下左右的邊距該槽所在的軸承支撐板4的側(cè)面的周邊距離分別為1cm、lcm、3cm和3cm。在軸承支撐板4槽口處平行于槽口兩長邊的方向分別固定一根長為3cm搖動定位鋼絲5，兩根搖動定位鋼絲5間距為0.2cm，其距槽口長邊的距離相等。在軸承支撐板4槽口左右的兩個側(cè)面的中央位置打一個直徑為3cm的通孔，并將兩個外直徑為3cm內(nèi)直徑為1.5cm高為1.5cm的軸承6固定于通孔中,兩個軸承6的間距為3cm。將一根長度為20cm直徑為1.5cm的軸承支撐桿7插入軸承6中并與軸承7內(nèi)環(huán)固定緊，軸承支撐桿7的兩端分別固定于固定支架8上。在軸承支撐板4上固定一長為15cm寬為15cm高為3cm的試樣臺9,試驗臺9和軸承支撐板4的重心位于同一條垂直水平面的直線上。在試樣臺9上平行于軸承支撐桿7上的兩端分別固定一高為4cm固定桿10，并且在固定桿10另一頭固定一根固定線11。
[0018]實(shí)施例1
本發(fā)明所述一種機(jī)械滾動研磨酸性電鍍銅的方法，采用電鍍電源，基材，珠子以及陽極板進(jìn)行機(jī)械研磨酸性鍍銅，通過采用機(jī)械研磨電鍍銅裝置，珠子在電鍍的過程中主要以滾動地方式運(yùn)動。將電鍍槽底部加工出一個與試樣大小一樣的凹槽，試驗時試樣置于電鍍槽底部的凹槽中，然后加入珠子。在陰極的正上方48mm處放一塊陽極板。將整個電鍍槽置于機(jī)械研磨酸性鍍銅裝置的試樣臺上。打開電鍍電源以及HY-多功能振蕩器的垂直振動功能便可進(jìn)行機(jī)械研磨酸性電鍍銅。
[0019]具體實(shí)驗參數(shù)和工藝如下:
將尺寸為30mmX30mmX0.8mm的A3鋼片狀試樣水平放置在酸性鍍銅槽底部，鍍槽采用標(biāo)定容積約為500mL的普通玻璃燒杯，試樣與燒杯底部通過環(huán)氧樹脂固定，酸性鍍銅的配方采用普通的硫酸和硫酸銅體系，為硫酸60g/L，硫酸銅200g/L，總?cè)芤簽?00mL，在鍍槽里放置150顆直徑為6mm的玻璃小球，陽極為銅板，尺寸:40mmX 30mmX 2mm，電流密度為3A/dm2,電鍍時間為30min，將鍍槽放在圖1所示的實(shí)驗臺上，電鍍時使鍍槽做與豎直方向夾角為5-10度的搖擺運(yùn)動，搖擺頻率為1.0Hz0
[0020]通過XRD測試發(fā)現(xiàn)，鍍銅層的晶粒尺寸為2.3微米，按照國標(biāo)GB5935-1986所述的貼濾紙法，得到其孔隙率為0.5個/cm2，按照國標(biāo)GB/T10125-1997進(jìn)行中性鹽霧試驗，其耐蝕性為36h，采用劃痕法測量鍍層與基材的結(jié)合性能，其發(fā)生玻璃的臨界載荷為6.8N。
[0021]實(shí)施例2
采用160顆直徑為6mm的ZrO2小球，搖擺頻率為1.5Hz，其他實(shí)驗條件和參數(shù)同實(shí)施例1o
[0022]通過XRD測試發(fā)現(xiàn)，鍍銅層的晶粒尺寸為1.9微米，按照國標(biāo)GB5935-1986所述的貼濾紙法，得到其孔隙率為0.4個/cm2，按照國標(biāo)GB/T10125-1997進(jìn)行中性鹽霧試驗，其耐蝕性為38h，采用劃痕法測量鍍層與基材的結(jié)合性能，其發(fā)生玻璃的臨界載荷為7.5 N。
[0023]實(shí)施例3
采用100顆直徑為6mm的ZrO2小球和50顆直徑為6mm的玻璃小球，搖擺頻率為1.5Hz，其他實(shí)驗條件和參數(shù)同實(shí)施例1。
[0024]通過XRD測試發(fā)現(xiàn)，鍍銅層的晶粒尺寸為2.1微米，按照國標(biāo)GB5935-1986所述的貼濾紙法，得到其孔隙率為0.5個/cm2，按照國標(biāo)GB/T10125-1997進(jìn)行中性鹽霧試驗，其耐蝕性為37h，采用劃痕法測量鍍層與基材的結(jié)合性能，其發(fā)生玻璃的臨界載荷為7.1N。
[0025]實(shí)施例4
采用120顆直徑為8mm的Al2O3小球，搖擺頻率為2.0Hz，其他實(shí)驗條件和參數(shù)同實(shí)施例I。
[0026]通過XRD測試發(fā)現(xiàn)，鍍銅層的晶粒尺寸為1.2微米，按照國標(biāo)GB5935-1986所述的貼濾紙法，得到其孔隙率為0.07個/cm2，按照國標(biāo)GB/T10125-1997進(jìn)行中性鹽霧試驗，其耐蝕性為42h，采用劃痕法測量鍍層與基材的結(jié)合性能，其發(fā)生玻璃的臨界載荷為7.5N。
[0027]實(shí)施例5
采用120顆直徑為8mm的Al2O3小球，搖擺頻率為3.0Hz，其他實(shí)驗條件和參數(shù)同實(shí)施例I。
[0028]通過XRD測試發(fā)現(xiàn)，鍍銅層的晶粒尺寸為700納米，按照國標(biāo)GB5935-1986所述的貼濾紙法，得到其孔隙率為0.02個/cm2，按照國標(biāo)GB/T10125-1997進(jìn)行中性鹽霧試驗，其耐蝕性為45h，采用劃痕法測量鍍層與基材的結(jié)合性能，其發(fā)生玻璃的臨界載荷為7.7N。
[0029]實(shí)施例6
采用120顆直徑為8mm的S12小球搖擺頻率為3.0Hz，其他實(shí)驗條件和參數(shù)同實(shí)施例1o
[0030]通過XRD測試發(fā)現(xiàn)，鍍銅層的晶粒尺寸為850納米，按照國標(biāo)GB5935-1986所述的貼濾紙法，得到其孔隙率為0.04個/cm2，按照國標(biāo)GB/T10125-1997進(jìn)行中性鹽霧試驗，其耐蝕性為44h，采用劃痕法測量鍍層與基材的結(jié)合性能，其發(fā)生玻璃的臨界載荷為7.6N。
[0031]實(shí)施例7
采用120顆直徑為8mm的玻璃小球，搖擺頻率為3.0Hz，其他實(shí)驗條件和參數(shù)同實(shí)施例1o
[0032]通過XRD測試發(fā)現(xiàn)，鍍銅層的晶粒尺寸為400納米，按照國標(biāo)GB5935-1986所述的貼濾紙法，得到其孔隙率為0.02個/cm2，按照國標(biāo)GB/T10125-1997進(jìn)行中性鹽霧試驗，其耐蝕性為44h，采用劃痕法測量鍍層與基材的結(jié)合性能，其發(fā)生玻璃的臨界載荷為8.5 N。
[0033]實(shí)施例8
實(shí)施例采用40顆直徑為6mm的ZrO2小球和30顆直徑為6mm的玻璃小球和30顆直徑為6mm的S12小球和30顆直徑為8mm的Al2O3小球，搖擺頻率為3.0Hz，其他實(shí)驗條件和參數(shù)同實(shí)施例1。
[0034]通過XRD測試發(fā)現(xiàn)，鍍銅層的晶粒尺寸為780納米，按照國標(biāo)GB5935-1986所述的貼濾紙法，得到其孔隙率為0.04個/cm2，按照國標(biāo)GB/T10125-1997進(jìn)行中性鹽霧試驗，其耐蝕性為40h，采用劃痕法測量鍍層與基材的結(jié)合性能，其發(fā)生玻璃的臨界載荷為7.9N。
[0035]實(shí)施例9
不采用機(jī)械滾動研磨電鍍銅，其他實(shí)驗條件和參數(shù)同實(shí)施例1。
[0036]通過XRD測試發(fā)現(xiàn)，鍍銅層的晶粒尺寸為5.6微米，按照國標(biāo)GB5935-1986所述的貼濾紙法，得到其孔隙率為3.4個/cm2，按照國標(biāo)GB/T10125-1997進(jìn)行中性鹽霧試驗，其耐蝕性為26h，采用劃痕法測量鍍層與基材的結(jié)合性能，其發(fā)生玻璃的臨界載荷為4.3 N。
【權(quán)利要求】
1.一種機(jī)械滾動研磨酸性電鍍銅的方法，采用電鍍電源，基材，珠子以及陽極板進(jìn)行機(jī)械研磨酸性鍍銅，通過采用機(jī)械研磨電鍍銅裝置，使珠子在電鍍的過程中主要以滾動方式在基材表面運(yùn)動；其特征具體步驟如下: (1)將電鍍槽底部加工出一個與試樣大小一樣的凹槽，試驗時試樣水平放置于電鍍槽底部的凹槽中，然后加入珠子； (2)在陰極的正上方放一塊陽極板； (3)將整個電鍍槽置于機(jī)械研磨酸性鍍銅裝置的試樣臺上； (4)打開電鍍電源以及HY-多功能振蕩器的垂直振動功能便可進(jìn)行機(jī)械研磨酸性電鍍銅。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)械滾動研磨酸性電鍍銅的方法，其特征在于:所述珠子為玻璃珠、ZrO2^Al2O3或者S12耐酸性圓珠的一種或幾種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)械滾動研磨酸性電鍍銅的方法，其特征在于:所述鍍槽采用標(biāo)定容積約為500mL的普通玻璃燒杯，試樣與燒杯底部通過環(huán)氧樹脂固定。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)械滾動研磨酸性電鍍銅的方法，其特征在于:所述陽極板為銅板。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)械滾動研磨酸性電鍍銅的方法，其特征在于:電鍍槽采用酸性鍍銅槽，其配方采用普通的硫酸和硫酸銅體系，為硫酸60g/L，硫酸銅200g/L，總?cè)芤簽?00mL。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)械滾動研磨酸性電鍍銅的方法，其特征在于:所述電鍍時使鍍槽做與豎直方向夾角為5-10度的搖擺運(yùn)動，搖擺頻率為1.0-3.0Hz0
7.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的一種機(jī)械滾動研磨酸性電鍍銅的方法，其特征在于:所述的方法通過改變不同直徑的珠子以及不同振動頻率，可以研究不同滾動機(jī)械能對酸性鍍銅層的晶粒度、耐蝕性、以及鍍層與基材結(jié)合性能的影響。
【文檔編號】C25D5/22GK104404586SQ201410716439
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年12月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月2日
【發(fā)明者】馮長杰, 王春霞, 周雅, 杜楠 申請人:南昌航空大學(xué)