高可焊性的鍍層結構的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種高可焊性的鍍層結構，其技術方案要點是包括金屬基體(1)，所述金屬基體(1)上鍍有堿銅層(2)，堿銅層(2)上鍍有銅錫鋅合金鍍層(3)。在金屬基體上鍍有堿銅層，堿銅層增強該鍍層結構與基體的結合力，是該鍍層結構具有可焊性的前提；堿銅層上鍍有銅錫鋅合金鍍層，銅錫鋅俗稱白銅錫，具有接近鎳的光亮度，可作為代鎳層使用且具有較高的硬度和較強的防色變能力，而且這種銅錫鋅合金鍍層具有優(yōu)異的可焊性，可廣泛焊接于各類電器元件之間。
【專利說明】
高可焊性的鍍層結構
技術領域
[0001]本實用新型涉及金屬電鍍技術領域，特別涉及一種高可焊性的鍍層結構。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著電視、電腦、手機等電子產(chǎn)品的快速發(fā)展，促進了以移動通訊技術為代表的現(xiàn)代電子技術的發(fā)展，可以說是日新月異。那么，電子信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶動了各類電子元器件的迅猛增長，而所有的這些元器件都離不開電子電鍍，而且由于電子元器件經(jīng)常需要與其他連接器焊接相連，所以電鍍之后形成的電鍍層需要具有優(yōu)異的可焊性。
[0003]在電子通信器材領域中，鍍種涉及鍍鎳、鍍金、鍍銀、鍍三元合金等鍍層結構。例如，一些屏蔽罩、屏蔽圍框、焊片等零件，材料多為鐵、銅、鋁，一般采用多層鍍銀工藝或者鍍錫鉛合金工藝，但是鍍銀件易變色發(fā)黑、鍍鉛錫合金件易氧化發(fā)灰，導致可焊性下降，造成不必要的返工浪費;鍍鎳特別是全光亮鎳，是貴金屬電鍍中不可缺少的擴散阻擋層，在電子電鍍中有著廣泛的用途，但是，隨著對人體致病因的深入研究，鍍鎳已在裝飾性電鍍的許多領域中被廢棄和淘汰，迫切需要尋找其他鍍層替代鍍鎳層且具有高可焊性的鍍層結構是現(xiàn)階段電鍍專家們應該研究的重點。
[0004]目前，授權公告號為CN202054913 U的中國專利公開了一種可焊性鍍錫鋁合金帶，包括基材，基材的上、下表面電鍍閃鍍鎳層，在閃鍍鎳層的外表面上電鍍一層鍍錫層。這種鋁合金帶仍然采用純的鍍鎳層作為裝飾層，會導致人體的致病;鍍錫層具有優(yōu)異的可焊性，但是純錫的鍍錫層有著價格高昂的缺陷，不適用于所有的鍍層結構上，因此，研究出可焊性好的可以取代鎳、制備無鎳且價格便宜的鍍層結構是電鍍專家致力于研究的問題。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型的目的是提供一種高可焊性的鍍層結構，該鍍層結構外表平整光亮、可代替含鎳的裝飾性鍍層結構且價格便宜。
[0006]本實用新型的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現(xiàn)的:
[0007]—種高可焊性的鍍層結構，包括金屬基體，所述金屬基體上鍍有堿銅層，堿銅層上鍍有銅錫鋅合金鍍層。
[0008]通過采用上述技術方案，在金屬基體上鍍有堿銅層，堿銅層增強該鍍層結構與基體的結合力，是該鍍層結構具有可焊性的前提;堿銅層上鍍有銅錫鋅合金鍍層，銅錫鋅俗稱白銅錫，具有接近鎳的光亮度，可作為代鎳層使用且具有較高的硬度和較強的防色變能力，而且這種銅錫鋅合金鍍層具有優(yōu)異的可焊性，與純錫的鍍層結構相比，價格便宜，可廣泛焊接于各類電器元件之間。
[0009]本實用新型進一步設置為:所述銅錫鋅合金鍍層包括高銅低錫層與鍍在其上的低銅尚錫層。
[0010]通過采用上述技術方案，銅錫鋅合金鍍層實際包括兩層，分別為鍍在堿銅層上的高銅低錫層與鍍在高銅低錫層上的低銅高錫層，高銅低錫層中含銅量高，高達50%?55%之間，具有與金屬銅相近的色彩與光澤，高銅低錫層色澤鮮艷，表面光亮;低銅高錫層中含錫量高，含錫量可達40%?45%之間，金屬錫是具有優(yōu)異可焊性的金屬，含錫量高則表明該低銅高錫層的可焊性較好，所以銅錫鋅合金鍍層既具有表面光亮的色澤又具有較高的可焊性，可作為代鎳鍍層結構使用。
[0011]本實用新型進一步設置為:所述金屬基體為不銹鋼基體或者鋅合金壓鑄件。
[0012]通過采用上述技術方案，金屬基體為不銹鋼基體或者鋅合金壓鑄件均可，不銹鋼基體一般具有硬度高、脆性大的特性，鋅合金壓鑄件一般為鋅-鋁合金，均為活潑的兩性金屬，活潑金屬的前處理與后處理過程均很困難，所以不銹鋼等鋼鐵材料和鋅合金壓鑄件的電鍍是電鍍行業(yè)多年來一直存在的老大難問題，本專利提及的高可焊性的鍍層結構可以電鍍于不銹鋼基體或者鋅合金壓鑄件上。
[0013]本實用新型進一步設置為:所述堿銅層為氰化鍍銅層。
[0014]通過采用上述技術方案，堿銅層具體為氰化鍍銅層，因為銅的標準電極電位較正，有良好的穩(wěn)定性，是熱和電的良好導體，銅層孔隙少，不僅可以提高金屬基體與表面鍍層的結合強度，同時也可減少整個鍍層的孔隙，從而提高了鍍層對基體的防護性能，堿銅層作為底層可保護金屬基體不受酸性鍍液的腐蝕，并防止了置換鍍，而使銅上的鍍層具有較好的結合性，則氰化鍍銅層是金屬基體優(yōu)異的預鍍層。
[0015]本實用新型進一步設置為:所述氰化鍍銅層的厚度為3~6μπι。
[0016]通過采用上述技術方案，氰化鍍銅層是緊挨金屬基體設置，其作用是防止金屬基體承受酸性鍍液的腐蝕，而在金屬基體表面所做的預鍍層，同時預鍍層與上層的銅錫鋅合金鍍層有較強的結合力，所以氰化鍍銅層的厚度至少需要3μπι，最佳范圍為3~6μπι。
[0017]本實用新型進一步設置為:所述高銅低錫層的厚度為2?3μπι。
[0018]通過采用上述技術方案，在堿銅層上設置高銅低錫層，高銅低錫層因為銅含量較高，呈現(xiàn)較高的金屬光澤度，使鍍層具有優(yōu)異的表面光澤性，高銅低錫層的厚度不需要很大，它是為提供色澤與光亮度而設置，所以選取高銅低錫層的厚度為2?3μπι最適宜。
[0019]本實用新型進一步設置為:所述低銅高錫層的厚度為2?5μπι。
[0020]通過采用上述技術方案，在高銅低錫層上電鍍低銅高錫層，低銅高錫層中因為含錫量很高，錫是被廣泛應用于電子工業(yè)中作為電子元器件、線材、印制線路板和集成電路塊的保護性與可焊性鍍層，鍍含錫量高的低銅高錫層使該鍍層結構具有優(yōu)異的可焊性，可焊性底板需要具有一定的厚度，所以選取低銅高錫層的厚度為2?5μπι之間最為適宜。
[0021]綜上所述，本實用新型具有以下有益效果:提供一種無鎳鍍層結構，該鍍層結構具有高可焊性，通過在金屬基體上設置堿銅層，堿銅層與低銅高錫層共同作用，起到更好的可焊性與防腐蝕作用，同時該鍍層結構具有高色澤光亮度，通過高銅低錫層增加了高亮光澤度，從而，使該鍍層結構具有優(yōu)異的金屬光澤性與高可焊性。
【附圖說明】
[0022]圖1是該鍍層結構的立體結構示意視圖。
[0023]附圖標記:1、金屬基體;2、堿銅層;3、銅錫鋅合金鍍層;31、高銅低錫層;32、低銅高錫層D
【具體實施方式】
[0024]以下結合附圖對本實用新型作進一步詳細說明。
[0025]實施例一:
[0026]如圖1所示，一種高可焊性的鍍層結構，包括金屬基體I，金屬基體I上鍍有具有優(yōu)異防腐性與可焊性的堿銅層2，堿銅層2上鍍有具有高光澤度的高銅低錫層31，高銅低錫層31上鍍有具有高可焊性的低銅高錫層32。得到的鍍層結構具有優(yōu)異的可焊性與漂亮的外觀，符合現(xiàn)代人對美的追求，還可作為電器連接器之間良好的電器元件。
[0027]金屬基體I上直接電鍍堿銅層2，堿銅層2與基體材料的結合力強，同時還可防止金屬基體I的腐蝕，將其設置在最下方相當于充當鍍層結構的底座，結合力強則底座牢固性好;堿銅層2上電鍍高銅低錫層31，這層鍍層起到高光澤度與高亮度的特性，如果設置在最外層，則容易發(fā)生磨損，破壞該鍍層結構的光亮性，設置在中間層則可很好地發(fā)揮作用;在高銅低錫層31上鍍有低銅高錫層32，在電子元件與印刷版領域中含錫的鍍層是可焊性良好的電鍍層，為該鍍層結構提供可焊性的平臺，將低銅高錫層32設置在最上方，可以實現(xiàn)該鍍層結構的高可焊性。
[0028]該鍍層結構所用的金屬基體I為不銹鋼基體。不銹鋼材料的電鍍是電鍍行業(yè)多年來一直存在的老大難問題，因為不銹鋼基體一般具有硬度高、脆性大的特性，很難在其表面進行焊接操作，更難以與其他電器件進行連接，所以在其表面電鍍可焊接性的鍍層結構具有很好的實際功能。
[0029]堿銅層2具體為氰化鍍銅層，采用氰化銅電鍍液電鍍而成。銅是標準電極電位較正的金屬，它是熱和電的良導體，可以提高金屬基體I與表面鍍層的結合強度;而且銅層孔隙較少，可顯著減少鍍層的孔隙。氰化鍍銅層是緊挨金屬基體I設置，其作用是防止金屬基體I承受酸性鍍液的腐蝕，而在金屬基體I表面可提高該鍍層結構與基體結合的牢固度，同時還可提高金屬基體I的耐腐蝕性。它是該鍍層結構發(fā)揮其他性能的前提與條件，所以預鍍層需要具有一定的厚度，結合電鍍的實際情況，氰化鍍銅層的厚度至少為3μπι以上，厚度范圍為3?6μηι之間最佳。
[0030]堿銅層2上設置銅錫鋅合金鍍層3，銅錫鋅合金鍍層3包括高銅低錫層31與低銅高錫層32。高銅低錫層31中含銅量可高達50%?55%，金屬銅具有較高的表面光澤度，含銅量高的高銅低錫層31具有優(yōu)異的高亮特性，呈現(xiàn)美觀漂亮的顏色。將它設置在中間層可使該鍍層結構具有較亮的金屬光澤性，而不設置在最上層，避免該鍍層結構易褪色易磨損的情況發(fā)生，高銅低錫層31的厚度不需要很大，它的主要作用是提供鍍層的光亮度，所以選取高銅低錫層31的厚度為2?3μπι最適宜。低銅高錫層32中含錫量可達40%?45%之間，金屬錫是具有優(yōu)異可焊性的金屬，含錫量高則表明該低銅高錫層32的可焊性較好，鍍錫層已是廣泛用于電子電器領域中具有優(yōu)異可焊性的鍍層，所以將低銅高錫層32設置在該鍍層結構的最上方，提高鍍層結構的可焊性，作為優(yōu)異的電器元件之間可焊性連接的鍍層結構，從而，使銅錫鋅合金鍍層3既具有表面光亮的色澤又具有較高的可焊性，可作為代鎳鍍層結構使用。[0031 ]該高可焊性的鍍層結構的工藝過程為:(I)前處理:對金屬基體進行“化學除油—水洗—浸蝕—水洗—漂白—水洗”的傳統(tǒng)工序；(2)堿性鍍銅:對前處理過后的產(chǎn)品進行氰化堿性鍍銅；(3)鍍銅錫鋅三元合金鍍層:對前述處理的產(chǎn)品進行5%氰化鈉活化—鍍銅錫鋅三元合金鍍層”的工序，得到高可焊性的鍍層結構。
[0032]實施例二:一種高可焊性的鍍層結構，與實施例一的不同之處在于所用的金屬基體I為鋅合金壓鑄件。鋅合金壓鑄件一般為鋅-鋁合金，均為活潑的兩性金屬，活潑金屬的前處理與后處理過程均很困難，而且其表面光滑、致密、尺寸精確、加工費用低廉、適合批量生產(chǎn)，利用鋅合金制作的零件廣泛應用于工業(yè)中，但是鋅合金壓鑄件的電鍍質量難控制一直是電鍍行業(yè)多年來存在的老大難的問題，本專利的含錫鎳合金的鍍層結構適用于鋅合金壓鑄件上。
[0033]本具體實施例僅僅是對本實用新型的解釋，其并不是對本實用新型的限制，本領域技術人員在閱讀完本說明書后可以根據(jù)需要對本實施例做出沒有創(chuàng)造性貢獻的修改，但只要在本實用新型的權利要求范圍內都受到專利法的保護。
【主權項】
1.一種高可焊性的鍍層結構，包括金屬基體(I)，其特征在于:所述金屬基體(I)上鍍有堿銅層(2)，堿銅層(2)上鍍有銅錫鋅合金鍍層(3)。2.根據(jù)權利要求1所述的高可焊性的鍍層結構，其特征在于:所述銅錫鋅合金鍍層(3)包括高銅低錫層(31)與鍍在其上的低銅高錫層(32)。3.根據(jù)權利要求2所述的高可焊性的鍍層結構，其特征在于:所述金屬基體(I)為不銹鋼基體或者鋅合金壓鑄件。4.根據(jù)權利要求1或2所述的高可焊性的鍍層結構，其特征在于:所述堿銅層(2)為氰化鍍銅層。5.根據(jù)權利要求4所述的高可焊性的鍍層結構，其特征在于:所述氰化鍍銅層的厚度為3 ?6μπι06.根據(jù)權利要求2所述的高可焊性的鍍層結構，其特征在于:所述高銅低錫層(31)的厚度為2?3μηι。7.根據(jù)權利要求2所述的高可焊性的鍍層結構，其特征在于:所述低銅高錫層(32)的厚度為2?5μηι。
【文檔編號】C23C28/02GK205576281SQ201620216514
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年3月21日
【發(fā)明人】趙東軍, 王澤波, 張冀
【申請人】蘇州市漢宜化學有限公司