SJ 20912-2004 金属覆盖层低应力镍电镀层.pdf

1、中华人民共和国电子行业军用标准FL 0180 SJ 20912-2004 金属覆盖层低应力镇电镀层Metallic coatings electroplated coatings of nickel for low-stressed 2004-10-25发布2004-12-30实施中华人民共和国信息产业部批准圃_._刚昌本标准是军用电子三防标准体系的配套标准。本标准附录A是资料性附录。本标准由电子工业工艺标准化技术委员会提出。本标准由电子工业工艺标准化技术委员会归口。本标准起草单位:中国电子科技集团公司第二十九研究所。本标准主要起草人:黄昌明、陈天军、孙恒。SJ 20912-2004 金属覆盖

2、层低应力镇电镀层1 范围本标准规定了在黑色和有色金属上的低应力镇电镀层的技术要求。本标准适用于黑色和有色金属上的低应力镇电镀层。2、引用文件SJ 20912-2004 下列文件中的有关条款通过引用而成为本标准的条款。凡注日期或版次的引用文件，其后的任何修改单(不包括勘误的内容)或修订版本都不适用于本标准，但才是倡使用本标准的各方探讨使用其最新版本的可能性。凡不注日期或版次的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB 4955金属覆盖层覆盖层厚度测量阳极溶解库仑法GB 5270 金属基体上的金属覆盖层附着强度试验方法GB 9790金属覆盖层及其它有关覆盖层维氏和努氏显嗷睫度试验GB厅9798金属覆盖

3、层镰电沉积层GB 12334 金属和其它无机覆盖层关于厚度测量的定义和一般规则GB厅13744磁性及非磁性基体上镰电镀层厚度的测量GB厅13913自催化镇一磷镀层技术要求GJB 150.11 军用设备环境试验方法盐雾试验3 要求3. 1 镀前准备3. 1. 1 除非另有规定，所有制造加工如:切削、成型、钻孔、焊接和热处理等均应在零件电镀前完成。3.1.2 要进行电镀的金属零件表面应当是光滑的，不允许有污物、气孔、毛刺、机械损伤、划线和标识痕迹以及其它会影响精饰质量和外观的缺陷。3.1.3 清洗和施镀前，所有经过机加工、表面硬化处理(包括冷加工，但表面未经喷丸处理)，具有洛氏硬度HRC34 (或

4、更高)的钢铁零件，除非另有规定，要按表l的工艺条件进行消除应力的热处理(电镀后要轩焊的零件除外)。表1钢铁消除应力的热处理钢的最大抗拉强度值Rs报Lf处理条件温度时|闯MPa h 三三1050无要求无要求1 0501450 190220 三114501 800 190220 注181800 190220 三24注1:抗拉强度1050MPa对应硬度值:34HRC、340HV、320HB。注2:表面碎火零件和渗碳零件为了防止硬度降低，应在130.C 150 .C热处理，保温时间不少于5h。如果基体表面硬度允许降低，可在较高温度下进行较短时间处理。注3:有色金属一般不要求进行消除应力的热处理，但对承

5、受应力或在氨气或钱盐溶液中出现表面开裂的黄铜和铜合金应消除应力。SJ 20912-2004 3.1.4 要根据基体金属的种类、零件形状特点施加不同的化学、电化学清洗工艺。必须注意:用盐酸和硫酸(但不限于)洗涤时，它可能会浸蚀表面或对铁基含金产生氢脆，通常瞬间浸酸，活化表面或在碱洗涤后中和是允许的，但是要彻底漂洗井严禁过腐蚀。待镀零件浸入镀液前，表面应呈连续水膜。3.2 镀覆3.2.1 承制方有权选择经主管技术部门批准的氨基磺酸盐镀镇配方和工艺应用于电镀低应力镖，以满足本标准的要求。3.2.2 除去铝、镇、镀以外，镰应当直接镀在基体金属上，不需要预镀其他金属。在铝、镇、镀及其合金上电镀时，允许预

6、镀化学镀层、浸渍镀层或闪镀层。3.2.3 氨基磺酸盐镀液中含有应力消除剂，为了使镀层中的应力减至最小，必须严格控制镀液成分和工艺参数，否则应力消除剂可能对镀层特性和基体金属产生不利影响。3.2.4 镀槽中，零件和电源之间应该有良好的电接触，以防止生成化学和浸渍镀层、防止打火和过热。除非订购方另有规定，通常触点位置由承制方决定。3.3 镀后热处理3.3.1 减少氢脆的热处理除非另有规定，黑色金属零件(镀后要轩焊的零件除外)均应按照表2的规定烘烤，消除氢脆。热处理应该在电镀结束后4h内置于有循环空气的烘箱中进行。表2消除氢脆的热处理报L处理条f牛钢的最大抗拉强度值Rs度时间温MPa 。Ch 运10

7、50无要求无要求、1 0501450 190220 8 14501800 190220 18 1800 190220 24 注1:某些零件(包括渗碳零件)加热到190.C220 .C会降低硬度或其它不良影响，应在130.C150 .C下热处理，保温时间不少于5h。注2:表面碎火零件应在190.C220 .C下进行不小于1h的热处理。如果基体表面硬度允许降低，可在较高温度下进行处理。3.3.2 其他热处理需要特殊后处理的零件应按订购方的规定进行。3.4 镀层特性3.4.1夕|、观电镀后目测检查，镀层应当是结晶细致、光滑、连续、均匀的，没有针孔、起泡、麻点、结瘤以及其它对最后的精饰有影响的缺陷，允

8、许轻微发暗或变色。如果镀后要经机械加工精饰的镀层，允许有轻度的、经机械加工可以消除的表面缺陷。3.4.2 厚度对于电镀后不再机加工的零件，其主要表面的镀层应该是均匀的，外棱角和边缘的厚度允许稍微厚一些，但要满足图纸设计尺寸要求。订购方应规定主要表面上要求镀覆的最小厚度。如果内表面要求电镀所需厚度，设计图纸应该明确规定。镀层厚度按4.7.2规定的方法测量。3. 4. 3 硬度2 SJ 20912-2004 如有硬度值规定，应按照4.7.3的规定测试，在厚度不小于130m的镀层上测得硬度值，应当不高于300HV或等效值。3.4.4 内应力如有内应力值规定，在镀层厚度不小于7.6m的试样上，按照4.

9、5.4规定方法检测。应力值应该在国34.5MPa (压应力)到103MPa (张应力)范围。3.4.5 附着强度应按照4.5.5规定的试验方法测试，试验后镀层不允许出现开裂、剥落或起泡。3.4.6 耐腐蚀性除非另有规定，镀层厚度在15m50m范围的铁基合金零件或者试样(除去镀后轩焊或尺寸修复电镀外)应按照、4.5.6规定方法进行盐雾试验，其主要表面不应出现基体金属的腐蚀痕迹。3.4.7 耐热性如有耐热性规定，镀层厚度在15m50m范围的电镀零件或试样(铝和镇除外)经4.5.7规定方法试验后，不应出现起泡或裂纹。3.4.8 氢脆如订购方有检测规定，钢铁零件镀镇后经除氢热处理(见3.3)，然后按4

10、.5.8的规定检测试样，不允许出现氢脆。4 质量保证规定4. 1 检验分类本标准规定的检验分类如下:a) 鉴定检验(见4.2); b) 质量一致性检验(见4.3); c) 周期检验(见4.的。4. 2 鉴定检验4.2.1 检验项目首批镀覆零件交付订购方前或经主管技术部门批准更改工艺参数和材料时，均要进行鉴定检验。鉴定检验项目见表3。表3检验项目表序号检验项目鉴定检验质量一致性检验周期检验要求章条号检验方法章条号1 外观 3.4.1 4.7.1 2 厚度 3.4.2 4.7.2 3 硬度。 。3.4.3 4.7.3 4 内应力 。3.4.4 4.7 .4 5 附着强度 。3.4.5 4.7.5

11、6 耐腐蚀性 。3.4.6 4.7.6 7 耐热性 。3.4.7 4.7.7 8 氢脆性。 。3.4.8 4.7.8 注:.必检项目;0订购方和承制方协商检验项目;X不检项目。4. 2. 2 合格判据鉴定检验不符合表3中任何一项要求时，即判鉴定检验不合格。4. 3 质量一致性检验3 SJ. 20912-2004 4. 3. 1 检验项目检验项目包括外观、厚度和附着强度(见表3)。其中外观、厚度每个生产批次均要执行质量一致性检验，附着强度是否每个生产批次均要执行质量一致性检验，应由订购方和承制方协商确定。4.3.2 合格判据a) 外观检验:每批零件均要检验外观(见3.4.1要求); b) 厚度检

12、验:每批零件都应当检验，并按4.7.2规定测量抽样零件上若干个点上厚度，如果零件主要表面上测得的某个点的厚度，小于设计要求的最小厚度值，说明该零件不合格，应加倍取样复验，若其中仍有一个零件不合格，应判该批检验不合格。4.4 复验4.4.1 如果规定检验要求的任一质量一致性检验和周期检验结果不合格，则本批零件全部返镀或所有零件全部检验，不合格的零件退镀，但不能破坏表面粗糙度，不能有凹坑和脆性，然后重新按工艺规范预处理、电镀、后热处理和检验。4.4.2 如果鉴定检验中任一试验结果不合格，则说明工艺参数不合理或执行工艺不正确，在查明原因、排除故障前不能生产。4. 5 检验方法4. 5. 1 外观在日

13、光或人工照明(40W日光灯)条件下进行目测，检查有争议情况下，允许用放大45倍的放大镜进行评定。4.5.2 厚度a) 零件上能接触到直径为20mm球的主要表面上镀层厚度应按GB12334、GB4955和GBrr13744 规定的方法或订购方可接受的其他方法测定:b) 除非另有规定，凡触不到直径为20mm球的表面例如:孔、凹槽、内螺纹以及其他在正常电镀条件下无法控制镀层厚度的部位，可采用以下方法检测:对于碳钢和低合金钢而言，将这些表面浸在含CUS044g, H2S04 10 g和去离子水90mL的溶液中，室温条件下浸渍时间不少于6min，如果表面没有铜膜出现，即符合要求。4.5.3 醺度应按GB

14、9790规定的方法在热处理后测试。4.5.4 内应力镀层厚度符合要求的零件或试样，按照附录A或订购方可接受的其他方法测定。4. 5. 5 附着强度应按GB5270规定的试验方法测试。4.5.6 耐腐蚀性镀层厚度在15m50m范围的铁基合金零件或者试样，按GJB150.11规定的方法经过48h中性盐雾试验后，按GB9798中附录C规定方法评价。4.5.7 耐热性将电镀零件或代表试片(铝和模除外)放在循环空气炉中，缓慢加热到400oC545 oC，保温不少于2h。4.5.8 氢脆应按GB厅13913中附录A规定的试验方法测试。4. 6 检验记录承制方应记录鉴定检验和每批次零件的质量一致性检验或周期

15、检验结果，要求生产过程记录完整。记录内容应包括:订购方定单号、零件名称、代号、图号、批次号、工件数量、检验结果、检验员印章、检验日期和主要工艺参数等。4 5 说明事项5. 1 术语下列术语适用于本标准。5. 1. 1 内应力internal stress SJ 20912-2004 在电镀过程中，由于种种原因引起镀层晶体结构的变化，使其伸长或缩短，但因镀层己被固定在基体上，逐使镀层处于受力状态，这种作用于镀层单位面积上的内力称为内应力。5.1.2 压应力(-)compressive stress 趋于使镀层膨胀的内应力。5.1.3 张应力(+)tensi le stress 趋于使镀层收缩的内

16、应力。11 5 SJ 20912-2004 附录A(资料性附录)用螺旋收缩仪测量电镀镇层内应力的试验方法A.1 范围本试验方法适用于用螺旋收缩仪测量从镀液中沉积于螺旋管表面的金属媒镀层的内应力。A. 2 原理螺旋收缩仪法是把不锈钢片制成螺旋管，并使它的一端固定，然后进行单面电镀(内表面涂绝缘漆保护)，由于镀层的应力会使螺旋管产生扭曲，借助于自由端齿轮变速装置使指针偏转，根据指针偏转角度和其他数据就可以计算出镀层的应力值(压应力为负值，张应力为正值)。A. 3 装置螺旋收缩仪。A.4 测量程序A.4.1 螺旋管的准备A. 4. 1. 1 将不锈钢螺旋管置于500C士20C碱性去油液中，用4.0A

17、5.0A电流，阴极电解去油15So A.4. 1.2 流水漂洗。A. 4. 1. 3 在50%(体积比)HCl溶液中浸渍3s5 So A.4. 1.4 流水漂洗。A. 4. 1. 5 建议在标准的Wood，s镇液中用5.0A电流冲击镀镰1min。注:Wood s镇液中含氧化镇240glL，浓盐酸12.5%(体积比)，室温下操作。A.4. 1.6 流水漂洗。A.4. 1. 7 在50%(体积比)HCl熔液中浸渍3s5 So A. 4. 1. 8 流水漂洗。A.4.1.9 用丙酣干燥螺旋管，并称量精确到1mg。A.4. 1. 10 将螺旋管浸入绝缘漆中，使其表面均匀覆盖一层绝缘涂层。A. 4. 1

18、. 11 用丙酣或三氯乙烯擦洗螺旋管外表面，去除漆膜(注意:避免用手接触清洁过的螺旋管外表面)。A. 4. 1. 12 用绝缘支架固定螺旋管。A. 4. 1. 13 在A.4.1.l去油液中用0.5A1.0A电流，阴极电解去油5s。A. 4. 1. 14 热水漂洗。A.4.1.15 在50%(体积比)HCl溶液中浸愤3s仇。A. 4. 1. 16 流水漂洗。A. 4. 1. 17 检查螺旋管内表面绝缘漆是否完整，如果有脱落，应用丙酣擦洗，重新涂覆。A. 4. 1. 18 将螺旋管在无应力状态下，安装到测试仪上，调节指针，使其处于中央位置。A.4.2 测量步骤A. 4. 2.1 将安装好的螺旋管

19、浸入镀液中，以保证螺旋管与阳极表面等距离。至少应使用四块阳极板或环形阳极，试验镀液至少要用3.7L溶液，采用一个4L带环形阳极装置的烧杯最理想。A.4. 2. 2 经过数秒钟后，当螺旋管达到镀液温度时，即可记录初始刻度值。轻轻敲打刻度盘，若读数6 SJ 20912-2004 不改变，则说明温度巳达到平衡。A. 4. 2. 3 检查导电是否良好，将整流器电流调节至2.0A(直流)。A.4. 2. 4 电镀时间设定为30min，将镀镰层厚度控制在13m16m(该厚度范围能最大限度减少因基材金属和前处理所产生的初始高应力影响)。A.4.2.5 测试过程电流和温度的波动范围应维持在0.05A和20C以

20、内。测试中要间断轻敲刻度盘，以确保不被粘住。A.4.2.6 电镀结束，断开电源井记录最终刻度值。读数前应轻敲刻度盘，以确认指针己达到稳定状态。A.4.2.7 取出螺旋管，并用热水冲洗。A.4. 2. 8 将螺旋管浸入丙酣液中，去除保护漆膜，及时更换丙酣，直至清洗液不变色为止。A.4.2.9 干燥螺旋管并称量精确到1mgo A.5 应力计算平均应力S计算按式(A.l): s= ZXD/ T Mpa . (A.l) 式中:Z一一螺旋管校正常数，MPa/ (m.degdef) (其中degdef为指针偏转度); D一一测试中螺旋收缩仪刻度盘读数改变值，度:一一螺旋管上镰镀层厚度。= W/dXA. (A.2) 式中:W一一一镀层重量，kg; d一一镀层比重，kg/m3:A一一镀层面积，m207 啡。ON-NFOON) cn 中华人民共和国电子行业军用标准金属覆盖层低应力镇电镀层SJ 20912-2004 编制发行* 中国电子技术标准化研究所中国电子技术标准化研究所电话:(010) 84029065 传真:(010) 64007812 地址:北京市安定门东大街l号邮编:100007 网址: * 字数:20千字印张:;2005年7月第一版2005年7月第一次印刷印数:200册定价:10元1/16 开本:880X 1230 版权专有不得翻印举报电话:(010) 64007804