将结构坚硬的、耐磨的金属涂层沉积在衬底上制造技术

本发明专利技术涉及将结构坚硬的、耐磨的金属涂层沉积在衬底上。涂覆衬底的实例方法涉及清洁衬底，并且在清洁衬底后，使用包括氯化锡和盐酸的敏化溶液使衬底敏化。该方法还涉及在使衬底敏化后，在包括氯化钯和盐酸的活化溶液中活化衬底。此外，该方法涉及随后使用包括氢氧化铵的中和溶液中和衬底。更进一步，该方法涉及在中和衬底后，在衬底上沉积化学镀镍层。该方法然后可涉及在化学镀镍层上面沉积电解镍层，和在电解镍层上面沉积金属材料、陶瓷材料、聚合材料或其任何组合的外层。

Deposition of Hard and Wear Resistant Metal Coatings on Substrates

The present invention relates to depositing a hard and wear-resistant metal coating on a substrate. An example method of coating a substrate involves cleaning the substrate and sensitizing the substrate after cleaning the substrate with a sensitizing solution including tin chloride and hydrochloric acid. The method also involves activating the substrate in an activated solution including palladium chloride and hydrochloric acid after sensitizing the substrate. In addition, the method involves the subsequent use of neutralizing solutions including ammonium hydroxide and substrates. Further, the method involves electroless nickel plating on the substrate after neutralizing the substrate. The method can then involve depositing electrolytic nickel layer on electroless nickel plating layer and depositing metal material, ceramic material, polymer material or any combination thereof on electrolytic nickel layer.

【技术实现步骤摘要】
将结构坚硬的、耐磨的金属涂层沉积在衬底上
本公开内容一般地涉及将金属粘合至衬底，和更具体地涉及制备可接受将金属粘合至其的衬底的方法和涂覆衬底的方法。
技术介绍
将金属粘合至非导电衬底比如塑料衬底上是有利的，因为所得结构结合了金属的性质与塑料衬底的性质。然而不幸地，金属通常不会很好的粘合到塑料。由于该原因，有时使用紧固件来将金属和塑料部件保持在一起。使用紧固件将金属和塑料部件保持在一起具有若干限制，包括但不限于由部件之间的间隙引起的分离、来自紧固件的额外重量、定期紧固检查和管理紧固件库存。而且，因为塑料是电绝缘体，难以将金属电镀到塑料部件上。将金属电镀到塑料部件上的一种技术是首先将一层铜电镀到塑料部件上，并且然后在铜层上面施加期望的整饰金属。但是铜需要时间来电镀，可引起变色，并且具有其它非期望的特性。对于制备可接受将金属粘合至其的衬底的方法，存在需要。还对于电镀具有足够密度的一层金属以形成待粘合第二种金属的衬底的方法，存在需要。
技术实现思路
在一个实例中，描述了涂覆衬底的方法。该方法包括清洁衬底，并且在清洁衬底后，使用包括氯化锡和盐酸的敏化溶液使衬底敏化。该方法还包括在使衬底敏化后，在包括氯化钯和盐酸的活化溶液中活化衬底。此外，该方法包括随后使用包括氢氧化铵的中和溶液中和衬底。更进一步，该方法包括在中和衬底后，在衬底上沉积化学镀镍层。在另一个实例中，描述了涂覆衬底的方法。该方法包括清洁衬底，并且在清洁衬底后，使用包括氯化锡和盐酸的敏化溶液使衬底敏化。此外，该方法包括在使衬底敏化后，在包括氯化钯和盐酸的活化溶液中活化衬底。更进一步，该方法包括随后使用包括氢氧化铵的中和溶液中和衬底。更进一步，该方法包括，在中和衬底后，在衬底上沉积化学镀镍层，在化学镀镍层上面沉积电解镍层，以及在电解镍层上面沉积金属材料、陶瓷材料、聚合材料或其任何组合的外层。在仍另一实例中，描述了制备用于涂覆的衬底的方法。该方法包括清洁衬底，并且在清洁衬底后，使用包括氯化锡和盐酸的敏化溶液使衬底敏化。该方法还包括在使衬底敏化后，在包括氯化钯和盐酸的活化溶液中活化衬底。此外，该方法包括随后使用包括氢氧化铵的中和溶液中和衬底。已经讨论的特征、功能和优点可以在各种实例中独立地实现，或者可以在又其它实例中组合实现，参考以下说明书和附图可见其进一步细节。附图说明在所附权利要求书中阐释了被认为是示意性实例的特征的新颖特征。然而，当结合附图阅读时，通过参考本公开内容的示意性实例的以下详细描述，将最好的理解示意性实例，以及优选的使用模式、其进一步目标和描述，其中：图1显示了根据实例的实例方法的流程图。图2显示了根据实例与图1中显示的方法结合使用的另一实例方法的流程图。图3显示了根据实例与图1中显示的方法结合使用的另一实例方法的流程图。图4显示了根据实例的另一实例方法的流程图。图5图解了根据实例的用于电解镀镍的实例系统。图6显示了根据实例的衬底上的实例涂层的横截面图。图7显示了根据实例的图6中显示的实例涂层的俯视图。具体实施方式现在将在下文中参考附图更全面地描述公开的实例，其中显示了公开的实例中的一些，但不是全部。事实上，可以提供若干不同的实例，并且不应被解释为限于本文阐释的实例。而是，提供这些实例使得本公开内容将是周密的和完整的，并且将本公开内容的范围充分地传达给本领域技术人员。本文描述了制备可接受将金属粘合至其的衬底的方法和用于涂覆衬底的方法。例如，本文描述了用镍层涂覆非导电衬底的方法，从而接着可以将外层施加至镍层。外层可以是金属材料、陶瓷材料、聚合材料或其组合的外层。制备用于涂覆的衬底的实例方法涉及清洁衬底，并且在清洁衬底后，使用敏化溶液使衬底敏化。在一些情况下，衬底可以是非导电衬底，比如纤维增强塑料或工程塑料。工程塑料是具有比商品塑料更好的机械和/或热性质的一组塑料材料。工程塑料可以在期望抗冲击性、耐磨性、耐热性、自润滑性和/或其它性质的应用中被用作衬底。还可以使用其它类型的非导电衬底。实例敏化溶液可以包括氯化锡和盐酸。此外，在使衬底敏化后，该方法涉及使用活化溶液活化衬底并且然后使用中和溶液中和衬底。实例活化溶液可以包括氯化钯和盐酸。实例中和溶液可以包括氢氧化铵。在已经制备用于涂覆的衬底之后，可以将涂层施加至衬底。例如，用于涂覆衬底的实例方法然后可以涉及在衬底上沉积化学镀镍层，和在化学镀镍层上面沉积电解镍层。此外，金属材料、陶瓷材料、聚合材料或其任何组合的外层可以沉积在电解镍层上面。外层的组成可以取决于所得结构的期望特征而变化。外层的一个实例是铬。其它实例外层包括铁磷合金、镍钴磷合金或钴磷合金。有利地，本文提出的方法允许将镍层非常强力地锚固或附着至衬底，而不会不期望地冲击衬底，从而施加至镍层的外层可以经受强力的机械力，而不会剥离或揭掉(pulloff)。换句话说，将镍层非常强力地附着至衬底有利于使用后续工艺来形成坚硬的、耐腐蚀层，其与镍层并且继而与衬底具有良好的粘附性。此外，本文呈现的方法允许用结构金属层保护部件，该部件特征在于形状过于复杂而不能使得配接金属层贴合部件。使用本文描述的方法涂覆的衬底可适用于各种应用，比如航空器的轻质结构板，航空器燃料罐，旋翼叶片，用于制造纤维增强塑料的工具作业表面，以及其它可能的应用。可得益于本文公开的涂覆方法的零件的其它实例包括航空航天零件和非航空航天零件，比如支架、法兰、衬套、密封件、配件、齿轮、喷嘴、滚珠螺母、滚珠螺杆、紧固件、壳体和弹簧。在下文中参考附图描述这些方法的各种其它特征。现在参考图1，图1显示了涂覆衬底的实例方法100的流程图。应该理解，对于本文公开的这种工艺和其它工艺，流程图显示了本实例的一种可能的实施的功能性和操作。可选的实施包括在本公开的实例的范围内，其中功能可以不按照显示或讨论的顺序执行，包括基本上同时或相反的顺序，这取决于涉及的功能性，如本领域技术人员合理地理解的。在一些情况下，讨论中的衬底可以是非导电的。例如，衬底可以是任何类型的塑料材料。一种实例塑料材料是纤维增强塑料，比如碳或玻璃增强树脂。纤维增强塑料是使用纤维材料来机械地增强塑料的强度和硬度的一类复合塑料。因此，纤维增强塑料可以用作期望强度和硬度的应用中的衬底。另一实例塑料材料是工程塑料。工程塑料是具有比商品塑料更好的机械和/或热性质的一组塑料材料。工程塑料的一个实例是丙烯腈丁二烯苯乙烯。工程塑料的另一实例是聚碳酸酯。工程塑料可以在期望抗冲击力、耐磨性、耐热性、自润滑性和/或其它性质的应用中被用作衬底。在方框102处，方法100包括清洁衬底。当涂覆衬底时，油脂、油、腐蚀产物、污垢、或其它碎屑的存在影响沉积材料与衬底的粘附。清洁衬底有助于去除可能存在于衬底上的油脂、油、污垢等。清洁衬底可涉及手动地或使用自动砂光机打磨衬底。另外或可选地，清洁衬底可涉及在水中漂洗衬底，以及酸洗衬底。酸洗可以从衬底去除轻油脂、氧化物膜和/或无机膜。作为具体实例，清洁衬底可涉及使用砂纸打磨衬底，在水中漂洗衬底1分钟，将衬底浸入第一酸性溶液中5分钟，在水中漂洗衬底1分钟，将衬底浸入第二酸性溶液中10分钟，并且然后再次在水中漂洗衬底。第一酸性溶液可有利于酸清洁。例如，第一酸性溶液可以包括丙酮、对苯二酚和去离子水。第一酸性溶液的实例组成是1000ml丙酮、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种涂覆衬底的方法，所述方法包括：清洁所述衬底(102)；在清洁所述衬底之后，使用包括氯化锡和盐酸的敏化溶液使所述衬底敏化(104)；在使所述衬底敏化后，在包括氯化钯和盐酸的活化溶液中活化所述衬底(106)；和随后使用包括氢氧化铵的中和溶液中和所述衬底(108)。

【技术特征摘要】
2017.08.28 US 15/688,3371.一种涂覆衬底的方法，所述方法包括：清洁所述衬底(102)；在清洁所述衬底之后，使用包括氯化锡和盐酸的敏化溶液使所述衬底敏化(104)；在使所述衬底敏化后，在包括氯化钯和盐酸的活化溶液中活化所述衬底(106)；和随后使用包括氢氧化铵的中和溶液中和所述衬底(108)。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述衬底是非导电的。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述衬底包括纤维增强塑料。4.根据权利要求2所述的方法，其中所述衬底包括工程塑料。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述敏化溶液包括在5g/1至15g/l之间的氯化锡和在20ml/l至60ml/l之间的盐酸。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述活化溶液包括在0.25g/l至1.5g/l之间的氯化钯和在5ml/l至15ml/l之...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·帕萨诺，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：美国,US