电刷镀钯镍合金及稀土钯镍合金镀层材料

本发明涉及一种用于微特电机换向器的电刷镀钯镍合金及稀土钯镍合金镀层材料。属于表面改性技术领域。

作为电接触材料，要求它具有很好的导电性能、耐磨、耐电蚀性能，而且能够在各种环境条件下使用，并保持稳定的接触电阻。常用电接触材料有铜合金、银合金以及金等贵金属。近年来随着电接触材料的需求量愈来愈大和对它的要求愈来愈高，趋向于采用复合材料和材料表面改性技术。工业界常选择钯或钯合金作为电接触器件的代金镀层。如美国专利“BATH ANDPROCESS FOR HIGH SPEED ELECTROPLATING OF PALLADIUM＂，(专利号，4,545,869)。但钯对许多有机物有较高的催化活性，当工件在不良环境中储存时，其表面的油脂或环境中的气体挥发物易在钯表面反应生成聚合物，增加了镀层表面的接触电阻。另外，电镀和化学镀钯层表面光洁度差，为达到光亮的外观需镀后抛光。电镀的电流密度低，化学镀的沉积速率慢，故工艺周期长，需2-6小时才能获得一定厚度的镀层。

本发明的目的是提供一种电刷镀钯镍合金及稀土钯镍合金材料。在微特电机的换向器上用电刷镀镀覆一层钯镍膜可有效地改善其表面性能，显著提高镀层硬度和耐磨性，防止因钯的表面活性而导致接触电阻升高，满足使用要求。而且，可以避免槽镀工艺周期长，膜层与基底间结合力差，有强烈腐蚀性、环境不佳以及会降低微特电机转子绕组的电绝缘性能等缺点。

本发明采用电刷镀钯镍合金，在镀层中加入镍可显著提高镀层的硬度和耐磨性，其镀液配方由一定浓度的PdCl₂溶液、NaNO₂溶液、NH₄NO₃溶液和NiCl₂溶液等组成；电压7-14V，pH值为7.5-9.0。含有稀土元素的钯镍合金镀层，则是在上述镀液中加入稀土元素Ce或La等添加剂，可明显改善钯镍镀层的质量，使镀层组织细化、均匀和致密，并改善镀液的微观涂镀能力和整平能力。

本发明采用电刷镀钯镍合金及稀土钯镍合金材料，有效地提高了微特电机换向器表面的耐磨性、耐电蚀性和抗氧化、抗硫化性能。从而达到镀层与基体的最佳配合，节约贵金属，降低成本。钯镍合金镀层的硬度和耐磨性见表1。

               表1 Pd-Ni与Pd、Cu性能对比

                        Cu        Pd       Pd-Ni(14.6wt％)硬度(HV₁₀)                110.4   160～200         282耐磨性(30min，石墨摩擦副)载荷100g(失重，mg)         0.1        无             /载荷5000g(失重，mg)        0.4        0.2           0.1

本发明还采用电刷镀稀土Pd-Ni合金，在镀液中加入稀土添加剂后，明显改善钯镍镀层质量，使镀层生长均匀、晶粒细小致密，同时改善了镀液微观涂镀能力和整平能力。

本发明的钯镍合金镀层，其外观为白色镀层。成分与组织：镀层组织为钯镍固溶体，镍含量范围为2％～29％。镀液配方和工艺参数见表2。

本发明的电刷镀稀土Pd-Ni合金镀层：稀土元素Ce或La从硫酸铈或硫酸镧获得，按所需加入量滴入上述镀液，其浓度为0.3～0.7g/L，镀液其他配方和工艺参数见表2。

  表2 Pd-Ni电刷镀镀液配方与工艺参数

                           Pd-NiPdCl₂ g/L                     10-15NiCl₂ g/L                     40-50NaNO₂ g/L                     30-60NH₄NO₃g/L                    350-400电压(V)                         7-14pH                              7.5-9.0耗电系数(A·h/dm²·μm)        0.098