雷达刷丝导电环钯镍合金镀膜技术研究

吴晓霞

(中国电子科技集团公司第38研究所工程技术部，安徽合肥 230031)

由于黄金本身的优良性能，作为表面镀层，在电子工业中占有重要的地位。但黄金价格昂贵，硬度较软。因此，在某些特殊领域需要能代替黄金并且耐磨的高硬度金属。

钯镍合金由于其良好的导电、耐蚀、耐磨性能和较低的接触电阻而成为有前途的代金镀层［1－2］。

电镀钯镍合金镀层(质量分数比80%∶20%)具有高延展性以及类似硬金镀层的接触电阻，与薄金作面层的组合钯镍合金镀层同样展现良好的耐蚀性和耐磨性，并大幅降低生产成本。

为满足雷达刷丝汇流环划环长期耐磨要求，提高耐磨性能。本试验采用Ni20%/Pd80%与薄金作面层组合以获得良好的耐磨性能［3－4］。

1 实验过程

1.1 实验步骤及材料选择

为保证实验所得数据的可应用性，按照与产品开发所用相同材料进行实验，以确保后期应用与实验数据相符。实验选用铝青铜规格为 R=50 mm，r=45 mm，厚度2 mm。

图1 实验流程设计

1.2 实验过程及实验参数

为能获得有效的钯镍合金镀层，铝青铜材料的前处理至关重要。只有获得表面光洁的铝青铜底材，才能保证钯镍合金镀层的有效性。因此实验采用NaOH等碱性溶液进行前处理。

预镀层的选择对钯镍合金镀层的结合力有重要的影响。铝青铜上无法直接获得良好的钯镍合金镀层。因此实验前期采用两种方案，镀铜加镀镍或镀铜。最后对两种镀层进行镀层质量评价。

1.3 镀层质量评价

对最终获得的镀层分别进行厚度、硬度、附着力、耐蚀性能及电性能等方面的测试。

2 实验结果与讨论

2.1 钯镍合金参数关系

溶液中离子浓度与镀层Pd含量的关系，如表1所示。在厚度一定的条件下，溶液中Pd2+越高，镀层中Pd的含量也就越高。根据数据的观察，溶液中Pd2+的浓度在1013 g/l为所需要的范围。

表1 溶液中离子浓度与镀层Pd百份含量

2.2 钯镍合金镀层质量

按试验过程进行，钯镍厚度为57μm，镀层钯镍百分比为Ni/Pd=20/80。采用锉刀法，看镀层是否有脱落的现象。10件样件，预镀层为镀铜加镀镍其钯镍合金镀层有脱落现象。而预镀层为镀铜的钯镍合金镀层均无脱落现象。

其钯镍合金镀层硬度由安美特化学有限公司广州技术中心检测。满足产品＞200的硬度要求。硬度测试采用ISO4516:2002/WI－TC－MS－026。硬度测试结果，如表2所示。

表2 硬度测试结果

镀层耐蚀性能的检测按GJB150.11A规定进行96 h中性盐雾实验，零件的工作部位不生锈、无腐蚀。2.3 钯镍合金镀层与薄金做面层组合

(1)对于应用在雷达刷丝导电环上，其镀层需要有良好的导电性，采用100件样件，分4种镀层结构，进行导电环跑合试验如图2所示，对电阻率变化值测定。如表3所示(汇流环跑合共约110天，跑合转速10 r/min，累计跑合1.58×106转)。

图2 导电环跑合试验(上为钯镍合金，下为钯镍合金+镀金)

表3 跑合实验接触电阻对比

通过以上数据可以看出，前3种镀层前期跑合均能满足电阻率＜500 mΩ的要求，后期有个别点不能满足。第4种接触面为钯镍合金镀层的所有指标均符合要求。

(2)雷达刷丝－导电环电接触副的耐磨性能决定了刷丝汇流环的寿命，是电接触副的主要指标之一。通过(1)中的试验，得到结果如表4所示。

表4 导电环刷丝触点磨损对比

结合上述数据可以得出，表面直接为钯镍合金镀层电阻率变化值较好，但对刷丝点的磨损较大，而镀金层前期电阻率变化值较好，刷丝点的磨损也较小。在选择镀种上可以根据产品性能和寿命的要求来确定。

3 结束语

(1)钯镍合金镀层具有良好的导电、耐蚀、耐磨性能，在刷丝－导电环上可以作为镀金层的代替，降低成本。

(2)要获得有效的钯镍合金镀层，其百分比Pd为80%85%，必须严格控制溶液中Pd2+的浓度，并且进行预镀铜过程，以保证镀层无脱落现象。

(3)结合刷丝－导电环对电阻率变化值＜500 mΩ，指标稳定的要求，钯镍合金镀层是理想的镀层。同时考虑刷丝－导电环寿命的要求，可以采用钯镍合金+镀金层的方式。

［1］ABYSJ A，KUDRAK E J，MAISANO J J，et al.The electrodeposition and material propertiesof palladium2Nickel alloys［J］.Metal Finishing，1991，89(7):43 －52.

［2］GRAKAM A H，BIEGUNSKIM J，UPDEGRAFFSW.Evalution of Pal2 ladium substitutes for Gold［J］.Plating and Surface Finishing，1983，70(110):52 －57.

［3］郭艳丽，王艳芳，郭超，等.钯镍合金镀层特性研究［J］.新技术新工艺，2011(7):90－91.

［4］苑娟，肖辉坤，余刚，等.低速电沉积钯镍合金工艺的研究［J］.电镀与环保，2004(6):14 －17.