專利名稱：電鍍方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及使用DC或脈沖電沉積法在具有共用循環(huán)電解質(zhì)的電鍍系統(tǒng)中同時將 金屬性材料層(metallic material layer)電鍍到多個部件上。兩個或更多個部件串聯(lián)電 連接形成串，并同時鍍覆一串或多串部件以制造具有一致的層厚度輪廓和一致的層重量的 制品。
背景技術：
現(xiàn)代輕型耐用制品需要傳統(tǒng)粗晶粒金屬性材料常常無法實現(xiàn)的各種物理性質(zhì)。在 現(xiàn)有技術中描述了使用電沉積法合成細晶粒金屬性材料。用于結(jié)構(gòu)用途的這些電鍍或電 鑄部件需要比用于抗磨、抗蝕或美觀用途的涂層中所用大得多的厚度，即結(jié)構(gòu)金屬性層的 所需厚度為25微米至5厘米；而且不同于現(xiàn)有技術用途，結(jié)構(gòu)層和涂層需要傳統(tǒng)掛鍍技 術——其中要鍍覆的所有部件并聯(lián)電連接——無法一致實現(xiàn)的重量和厚度公差。不同于薄 涂層，在這些用途中，電鍍的材料的重量典型為該制品總重量的5-100%。由于傳統(tǒng)掛鍍(rack plating)和滾鍍(barrel plating)——構(gòu)成以差的個體部 件厚度和重量控制為特征的“并聯(lián)鍍覆(parallel plating)”——不提供充足的部件可再 現(xiàn)性且工業(yè)設置不允許在鍍覆池中一次鍍覆一個部件以實現(xiàn)嚴格的部件重量和厚度規(guī)格， 所以尋求能通過易按比例縮放的工藝經(jīng)濟地同時制造部件的鍍覆方法。在單鍍覆槽中使用DC制造多個部件的方法是已知的。Andricacos在U.S. 5,312,532(1994)中公開了用于同時電鍍兩個或更多個盤以 使電沉積材料的厚度和組成基本均勻的多隔室電鍍系統(tǒng)。使電鍍?nèi)芤涸趦ζ骱投喔羰也?(每隔室具有一個陰極-槳-陽極(CPA)組裝件)之間循環(huán)。各CPA組裝件具有陽極、適用 于承載晶片并使用單個偷竊電極(thieving electrode)(其覆蓋未被該晶片覆蓋的該隔室 的整個底面)的陰極、和槳。Andricacos的鍍覆法規(guī)定，使用一個電源向每個陽極-陰極組 提供電流和使用第二電源向每個陽極和偷竊電極組提供電力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是大規(guī)模地在低資本和運行成本下在使用共用電解質(zhì)的電鍍 系統(tǒng)中同時鍍覆在串聯(lián)電構(gòu)造中的至少兩個部件，所述鍍覆在厚度輪廓、涂布重量和涂層 微結(jié)構(gòu)方面具有優(yōu)異一致性。本發(fā)明的一個實施方案的主要目的是提供在至少兩個永久或臨時基底的每一個 上同時電沉積金屬性層的方法，包括下列步驟(a)串聯(lián)電連接多個離子互通性電沉積區(qū)(ionically intercommunicating electrodepositing zone)；(b)由單源向至少兩個所述離子互通性電沉積區(qū)串聯(lián)供應電力；(c)將所述至少兩個基底中的每個基底浸在所述離子互通性電沉積區(qū)之間共享的 水性電解質(zhì)中；(d)向各基底供應負電荷和向各基底提供相等電流。
第一實施方案的各情況的一個目的是提供同時制備多個鍍覆部件的方法，各部件 在其至少一部分上含有電沉積的金屬性層，其中各電沉積區(qū)具有至少一個陰極區(qū)并且使其 中的基底陰極化以在各電沉積區(qū)中的各基底上電沉積金屬性材料。本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案的目的是提供一種方法，其中在兩個串聯(lián)串中同時電 沉積至少四個制品，其中各串用不同電源供電且其中使所述電源同步以使電沉積區(qū)之間的 電壓波動最小化。本發(fā)明的一個目的是提供一種方法，其中選擇電沉積參數(shù)以使電沉積的金屬性材 料層具有選自由2納米至5，000納米的平均晶粒度、平均晶粒度超過5，000納米的粗晶粒 微結(jié)構(gòu)和非晶微結(jié)構(gòu)組成的組的相同微結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的一種情況的目的是提供一種方法，其中選擇電沉積參數(shù)以使所有電沉積 的金屬性層具有相同的分級晶粒度。本發(fā)明的一個實施方案的目的是在使用共用電解質(zhì)的鍍覆系統(tǒng)中同時制造多個 部件，包括以涂層(在基底的至少一部分表面上)形式或以獨立形式電沉積任選含有顆粒 的金屬性材料。該電沉積的材料占該制品重量的5至100%。該金屬性材料的微結(jié)構(gòu)優(yōu)選 具有細晶粒度的晶態(tài)微結(jié)構(gòu)，即平均晶粒度為2納米至5，000納米。但是，該微結(jié)構(gòu)也可以 是非晶的和/或粗晶粒的(平均晶粒度> 5 y m或> 10 y m)。要在至少一部分表面上電沉積金屬性材料層的臨時或永久基底包括平板、管狀物 和/或復雜制品。使用所述方法大規(guī)模制造的制品包括醫(yī)療設備，包括整形假體、支架和外 科工具；圓柱體，包括槍筒、軸、管、管道和桿；模具和模制工具和設備；體育用品，包括高爾 夫球桿、球桿頭和面板、棒球棒、曲棍球棒、釣竿、滑雪杖和遠足棒；電子設備，包括手機、個 人數(shù)字助理(PDAs)設備、隨身聽、CD隨身聽、MP3播放器、數(shù)碼相機和其它錄像設備的部件 和外殼；和汽車部件，包括燃料軌、格柵護欄；剎車或離合器部件、踏板、踏腳板、擾流器、消 聲部件、輪子、車架、結(jié)構(gòu)托架等。該金屬性材料層(一層或多層)可以電沉積到管、筒、軸、 棒、球棒、輥或復雜部件的內(nèi)部或外部上。本文所用的“浴管理”是指在制造過程中建立和維持電解質(zhì)的恒定性并包括浴溫、 通過過濾除去雜質(zhì)、連續(xù)添加反應物，即使用計量泵。由于“浴管理”耗時和昂貴，在使用共 用電解質(zhì)的單鍍覆槽(在本文中也稱作“浴”)中鍍覆復數(shù)個部件是極為重要的。本發(fā)明的一個實施方案的目的是在使用共用電解質(zhì)的鍍覆系統(tǒng)中使用依賴于無 脈沖、單極脈沖和/或雙極脈沖的DC和/或脈沖電沉積法將該金屬性材料同時沉積到串聯(lián) 電連接的數(shù)個部件上。本發(fā)明提供從細晶粒晶態(tài)結(jié)構(gòu)到粗晶粒晶態(tài)結(jié)構(gòu)(平均晶粒度大于 10微米)和/或到非晶結(jié)構(gòu)的微結(jié)構(gòu)。在所有情況下，將該金屬性材料施加至沿沉積方向 在層橫截面上至少20微米，再更優(yōu)選至少50微米的厚度。該金屬性材料總體占該部件/ 制品總重量的至少5%，優(yōu)選10%，更優(yōu)選25%和最多100%。對鍍覆的部件施以選自研磨、拋光、電鍍包括鍍鉻、物理氣相沉積(PVD)、化學氣相 沉積(CVD)、離子鍍、陽極化、粉末涂布、涂抹和絲網(wǎng)印刷的至少一個后繼精整操作在本發(fā)明 的實施方案的范圍內(nèi)。本發(fā)明的優(yōu)選實施方案的目的是在使用共用電解質(zhì)的電鍍系統(tǒng)中同時鍍覆在串 聯(lián)電構(gòu)造中的至少兩個管狀部件，其中通過旋轉(zhuǎn)各部件而在圓周涂層厚度上獲得優(yōu)異一致 性并通過合適地使用屏蔽和電流偷竊來獲得沿長度的均勻厚度輪廓從而總體實現(xiàn)一致的部件涂布重量、厚度輪廓和涂層微結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的實施方案的目的是在使用共用電解質(zhì)的電鍍系統(tǒng)中以均勻或適當錐形 的厚度輪廓和一致的涂布重量和涂層微結(jié)構(gòu)同時鍍覆在串聯(lián)電連接或構(gòu)造中的至少兩個 部件。本發(fā)明的優(yōu)選實施方案的目的是在使用共用電解質(zhì)的電鍍系統(tǒng)中以一致的涂布 重量同時鍍覆在串聯(lián)電構(gòu)造中的至少兩個部件，其中任何部件與每一批次中同時鍍覆的 平均部件重量的最大重量差小于士20%，優(yōu)選小于士 10%，再更優(yōu)選小于士5%，和/或 每一批次的標準重量偏差除以每一批次的平均重量小于士5%，優(yōu)選士2.5%，再更優(yōu)選 士 1. 5%，和/或在四個或更多個基底的情況下，每一批次的峰度< 10，優(yōu)選< 2. 5，再更優(yōu) 選彡0。本發(fā)明的優(yōu)選實施方案的目的是在使用共用電解質(zhì)的電鍍系統(tǒng)中同時鍍覆在串 聯(lián)電構(gòu)造中的至少兩個部件，其中選擇電沉積參數(shù)以使各電沉積的金屬性層具有20微米 至5厘米的厚度，且其中所得部件間的變化性表現(xiàn)為小于士20%的最大層厚度與平均層厚 度的比率和小于士20%的層厚度標準偏差與平均層厚度的比率，以及在四個或更多個基底 的情況下，小于10的峰度。本發(fā)明的優(yōu)選實施方案的目的是通過使相鄰池之間的分路電流(shunt current) 最小化以確保向各部件供應的以庫侖(=Axs)測得的電荷保持均勻，在使用共用電解質(zhì)的 電鍍裝置中以一致的涂布重量同時鍍覆串聯(lián)電連接的至少兩個部件。本發(fā)明的實施方案的進一步目的是提供將金屬性材料同時電沉積到串聯(lián)電連接 的至少兩個基底的表面上的裝置，所述裝置包含(a)電解質(zhì)井，例如中心電解質(zhì)井，填充有含有要沉積的金屬性材料的離子的電解 質(zhì)溶液；(b)串聯(lián)電連接并由單電源供電的至少兩個鍍覆池，各自提供電沉積區(qū)；(c)用于從電解質(zhì)井向各鍍覆池供應所述電解質(zhì)溶液并用于將所述電鍍液送回所 述電解質(zhì)井的電解質(zhì)循環(huán)回路；(d)各鍍覆池包含⑴至少一個陽極，(ii)能夠容納和承載任選相對于偷竊電極放置的要鍍覆的臨時或永久基底之一 的陰極，(iii)含有要沉積的金屬性材料的離子的攪拌的電解質(zhì)，(iv)使鍍覆池之間的電壓差和分路電流最小化的機構(gòu)，其選自隔板、同步電源和 曲折電解質(zhì)循環(huán)路徑，(v)任選地，位于陽極和陰極之間的屏蔽體，該屏蔽體構(gòu)造成遮蔽陽極或陰極的0 至 90%，(e)電連接到至少兩個鍍覆池的至少一個電源。本發(fā)明的進一步目的是在實施方案中提供使用至少兩個電源將金屬性材料同時 電沉積到串聯(lián)電連接的至少四個基底的表面上的裝置，所述裝置包含(a)電解質(zhì)井，例如中心電解質(zhì)井，填充有含有要沉積的金屬性材料的離子的電解 質(zhì)溶液；
(b)串聯(lián)電連接的至少兩個鍍覆池；(c)至少兩個由各自串聯(lián)連接的至少兩個鍍覆池構(gòu)成的串；(d)用于從電解質(zhì)井向各鍍覆池供應所述電解質(zhì)溶液和用于將所述電鍍液送回所 述電解質(zhì)井的電解質(zhì)循環(huán)回路；(e)至少兩個電源，各自電連接不同的鍍覆池串，其中在鍍覆周期過程中始終在電 流接通時間、斷開時間和反向時間以及各自的電流密度方面使電源同步；(f)各鍍覆池提供電沉積區(qū)并包含⑴至少一個陽極，(ii)能夠容納和承載任選相對于偷竊電極放置的要鍍覆的臨時或永久基底之一 的陰極，(iii)用于攪拌該池中的電解質(zhì)溶液的選自泵、噴射器(educators)、攪拌器、空 氣攪拌和超聲攪拌的攪拌機構(gòu)；(iv)使鍍覆池之間的電壓差和分路電流最小化的機構(gòu)，其選自隔板、同步電源和 曲折電解質(zhì)循環(huán)路徑，(v)任選地，位于陽極和陰極之間的屏蔽體，該屏蔽體構(gòu)造成屏蔽陽極或陰極的0 至 90%。本發(fā)明的優(yōu)選實施方案的進一步目的是通過使鍍覆多個部件所需的電源數(shù)最小 化來在使用共用電解質(zhì)的電鍍系統(tǒng)中以一致的涂布重量同時鍍覆串聯(lián)電連接的至少兩個 部件，且各批次中所用電源總數(shù)與制造的部件總數(shù)之間的比率< 1，優(yōu)選< 1/2，再更優(yōu)選 ^ 1/3。本發(fā)明的優(yōu)選實施方案的進一步目的是在使用共用電解質(zhì)的電鍍系統(tǒng)中同時鍍 覆至少四個部件，其中至少兩個部件各自在串聯(lián)電構(gòu)造中并有至少兩個由至少兩個串聯(lián)連 接的鍍覆池構(gòu)成的組。本發(fā)明的進一步目的是通過參照固定的可溶或尺寸穩(wěn)定陽極以1至1，500RPM的 轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)各個要鍍覆的部件，在使用共用電解質(zhì)的電鍍裝置中以部件之間一致的圓周厚度 輪廓同時鍍覆各自串聯(lián)電連接的至少兩個部件。通過在保持對向各單個部件供應的庫侖的控制(或準控制)的同時“串聯(lián)鍍覆” 部件，實現(xiàn)這些目的。通過在共用電解質(zhì)中為每一串提供一個電源以控制向串聯(lián)陣列中所 有部件的適當庫侖供應，同時鍍覆數(shù)個“串”。為此，適當?shù)厥顾须娫茨K同步以使各個池 之間的實時池電壓差最小化，即在使用脈沖電沉積的情況下，始終同時在所有部件上施加 相等的鍍覆程序，包括接通時間、斷開時間、反向時間和各自的峰值正向電流和峰值反向電 流，這可以通過由中心電源控制模塊控制所有電源模塊來實現(xiàn)。也通過使用具有類似規(guī)格 的電源來使鍍覆程序概況(脈沖上升時間、下降時間)保持相同。為了能夠利用共用電解 質(zhì)和保持對各部件的庫侖供應的控制，通過適當使用隔板/擋板來使池/部件之間的“分路 電流”最小化，并向整個電解質(zhì)循環(huán)回路(電解質(zhì)進料、電解質(zhì)溢流、電解質(zhì)再循環(huán))提供高 電阻離子路徑。這通過維持含有加熱器、過濾器和泵的主電解質(zhì)井來實現(xiàn)。可以將槽分隔 成容納各個池的幾個隔室，它們都分享共用電解質(zhì)，因此所有池/區(qū)域離子互通。合適的管 道/噴射器能將電解質(zhì)從共用歧管送入各池，并優(yōu)選用隔板將各池與相鄰池(一個或多個) 隔開。通過選自機械泵、噴射器、攪拌器、空氣攪拌、超聲攪拌、重力排放等的機構(gòu)攪拌各池/區(qū)域中的電解質(zhì)。各池典型具有其自己的堰/電解質(zhì)回流歧管以實現(xiàn)電解質(zhì)再循環(huán)。隔 板不必一路延伸到該槽的頂部/底部，且所有池在池的頂部和/或底部，和/或通過電解質(zhì) 進料管和電解質(zhì)回流通道“離子連接”。但是，隔板和各種管/通道已經(jīng)被設計成充分提高 相鄰池之間的“離子阻抗”以提供曲折電解質(zhì)路徑和基本表現(xiàn)得像“完全離子隔離的槽”，只 要池運行電壓和相鄰池之間的各自電極電勢的改變量不大于實現(xiàn)所需涂布重量一致性所 需的臨界量即可。通過適當屏蔽陽極和任選通過使用電流偷竊，實現(xiàn)適當?shù)暮穸容喞?。傳統(tǒng)電鍍典型包括，例如，掛鍍，其中要電鍍的部件都置于合適的“掛具”上。在這 種“并聯(lián)電鍍”構(gòu)造中，所有部件電連接到一個電源上，并可以調(diào)節(jié)送入鍍覆池的總電流以 測定在正和負引線匯流條之間產(chǎn)生的總外加電壓。但是，不能控制向各特定部件供應的個 體電流和庫侖以及各個部件的所得重量。由于向各部件供應的個體電流受該構(gòu)造中的歐姆 和離子電阻影響，所以只有在該系統(tǒng)中不存在歐姆和離子電阻差異的情況下才能實現(xiàn)均勻 部件重量，這一情況幾乎不存在。盡管這種方法常用在電鍍工業(yè)中并適用于薄涂層(其中 總體涂布重量、均勻性和一致性不成問題，涂布重量和厚度波動可士50%或更多，并且可以 簡單地再涂不完全涂布的部件)但這種方法對需要可再現(xiàn)的和一致的涂布性質(zhì)的結(jié)構(gòu)涂 層而言不可接受?！安⒙?lián)鍍覆”法依賴于所有部件的體電阻和表面電阻均勻并以及同樣好地 連接到掛具上(類似的接觸電阻)，并例如避免任何腐蝕的或其它方式的高歐姆電阻連接， 因為最終是由各部件的電勢控制其接收的電流份額。如下所示，針對典型電鍍系統(tǒng)的內(nèi)電 阻損失校正的極化曲線具有極平坦斜率，即部件電勢的小變化(幾十或幾百mV)可造成電 流的顯著變化(1安培或幾十安培)和由此帶來的接收的庫侖以及因此實現(xiàn)的涂布重量的 顯著變化。為了使用傳統(tǒng)電鍍技術實現(xiàn)所需控制，必須一次鍍覆一個部件，這是耗時的、不 經(jīng)濟的，并對需要大量部件的用途而言是不實際的。通過本發(fā)明實現(xiàn)上述目的(與傳統(tǒng)電鍍的情況相比)，其涉及施加金屬性材料沉 積物的方法，包括在分享共用電解質(zhì)的多池電鍍系統(tǒng)中以下列電沉積參數(shù)從水性或非水電 解質(zhì)中電沉積金屬性材料的步驟，所述電沉積參數(shù)為平均電流密度為5至10，000mA/cm2 ； 正向脈沖接通時間為0. 1至10，000毫秒或由DC電沉積加工提供；脈沖斷開時間為0至 10，000毫秒；反向脈沖接通時間為0至1，000毫秒；峰值正向電流密度為5至10，000mA/ cm2 ；峰值反向電流密度為5至20，000mA/cm2,當反向脈沖接通時間為0時除外，因為此時該 峰值反向電流密度不適用；頻率為0至1000Hz ；占空因數(shù)為5至100%;工作電極(陽極或 陰極)轉(zhuǎn)速為0至1，500RPM ；浴組成(以0. 01至20摩爾/升的濃度含有要鍍覆的金屬性 離子)；浴(電解質(zhì))溫度為0至150°C ；浴pH為0至12 ；浴(電解質(zhì))攪拌速率為1至 6，000ml/(min cm2)陽極或陰極面積；陰極處的浴(電解質(zhì))流向從切向到入射方向(即 垂直)；通過物理覆蓋0-95%的幾何陽極表面積，屏蔽陽極；且該浴中電化學惰性材料濃度 為0至70體積％。在串聯(lián)串中，陽極和陰極電連接，即池1的陽極連向池2的陰極，池2的陽極連 向池3的陰極，依此類推，以實現(xiàn)串聯(lián)布置的多個部件的同時電鍍。任選提供電流偷竊 (current thieves)以解決邊緣效應，優(yōu)化厚度輪廓等。本文的方法為同時鍍覆的所有部件提供均勻的沉積物厚度輪廓、微結(jié)構(gòu)和重量。 電鍍厚度為20微米至5厘米，優(yōu)選具有晶粒度為2納米至5，000納米的細晶粒微結(jié)構(gòu)、晶
8粒度大于5，000納米的粗晶粒微結(jié)構(gòu)或非晶微結(jié)構(gòu)，任何部件與在不同池中同時鍍覆的平 均部件重量的最大沉積物重量差以及標準偏差與平均重量值之間的最大比率小于士20%， 優(yōu)選小于士 10%，優(yōu)選小于士5%，更優(yōu)選小于士2.5%。本文所用的術語“產(chǎn)物”和“沉積物”是指沉積層或獨立沉積體。本文所用的術語“厚度”是指在沉積方向上的深度。本文所用的術語“平均陰極電流密度”(Iavg)是指造成金屬性材料沉積的“平均電 流密度”并通過陰極電荷減去反向電荷(以mAxms表示)再除以接通時間、斷開時間和反 向時間之和(以ms表示)表示，即=(Ipeakxt。n-I反向xtj/(t。n+tan+t。ff)；其中“X”是指“乘 以”。本文所用的術語“正向脈沖”是指影響工件上的金屬性沉積物的陰極沉積脈沖， “正向脈沖接通時間”是指以ms表示的陰極沉積脈沖持續(xù)時間t。n。本文所用的術語“斷開時間”是指以ms表示的無電流通過的持續(xù)時間t。ff。本文所用的術語“反向脈沖接通時間”是指反向(=陽極)脈沖持續(xù)時間tan。本文所用的“電極面積”是指以平方厘米表示的工件(其可以是永久基底或臨時 陰極)上有效電鍍的幾何表面積。本文所用的術語“峰值正向電流密度”是指以mA/cm2表示的陰極沉積脈沖的電流
權(quán)利要求
1.在至少兩個永久性或臨時性基底的每一個上同時電沉積金屬性材料層的方法，包括 下列步驟(a)串聯(lián)電連接多個離子互通性電沉積區(qū)；(b)由單源向至少兩個所述離子互通性電沉積區(qū)串聯(lián)供應電力；(c)將所述至少兩個基底中的每一個基底浸在所述離子互通性電沉積區(qū)之間共享的水 性電解質(zhì)中；(d)向每一個基底供應負電荷和向每一基底提供相等電流。
2.權(quán)利要求1的方法，用于同時制備多個鍍覆的部件，每一部件在其至少一部分上含 有電沉積的金屬性材料層，其中每一電沉積區(qū)具有至少一個陰極區(qū)并使其中的基底陰極 化，其中每一電沉積區(qū)中的電沉積參數(shù)為，平均電流密度為5至10，OOOmA/cm2，正向脈沖接 通時間為0. 1至10，000毫秒，脈沖斷開時間為0至10，000毫秒，反向脈沖接通時間為0 至500毫秒，峰值正向電流密度為5至10，000mA/cm2,峰值反向電流密度為5至20，OOOmA/ cm2，頻率為0至1000Hz，占空因數(shù)為5至100%，電解質(zhì)溫度為0至100°C ；作為基底或構(gòu)成 陽極區(qū)的工作電極，其轉(zhuǎn)速為0至1，000RPM ；電解質(zhì)pH為0至12 ；電解質(zhì)攪拌速率為1至 6，OOOml/(min ^m2)，在陽極區(qū)中覆蓋0-95%的幾何陽極表面積，且電解質(zhì)電化學惰性顆粒 含量為0至70體積％，其中所得同時鍍覆的部件的部件間變化性表現(xiàn)為小于士20%的最大 層重量與平均層重量的比率和小于士20%的層重量標準偏差與平均層重量的比率，和在四 個或更多個基底的情況下，小于10的峰度。
3.權(quán)利要求2的方法，其中在兩個串聯(lián)串中同時電沉積至少四個制品，其中每一串用 不同電源供電且其中使所述電源同步以使電沉積區(qū)之間的電壓波動最小化。
4.權(quán)利要求3的方法，其中選擇所述電沉積參數(shù)以使每一個電沉積的金屬性材料層具 有20微米 5厘米的厚度，且其中所得部件間的變化性表現(xiàn)為小于士 20 %的最大層厚度與 平均層厚度的比率和小于士20%的層厚度標準偏差與平均層厚度的比率，以及在四個或更 多個基底的情況下小于10的峰度。
5.權(quán)利要求2的方法，其中選擇所述電沉積參數(shù)以使電沉積的金屬性材料層具有選自 2納米至5，000納米的平均晶粒度、平均晶粒度超過5，000納米的粗晶粒微結(jié)構(gòu)和非晶微結(jié) 構(gòu)的相同微結(jié)構(gòu)。
6.權(quán)利要求2的方法，其中選擇所述電沉積參數(shù)以使所有電沉積的金屬性材料層具有 相同的分級晶粒度。
7.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中該金屬性材料是選自Ag、Au、Cu、C0、Cr、M0、Ni、Sn、Fe、 Pd、Pb、Pt、Rh、Ru 禾口 Zn 的金屬，或者是選自 Ag、Au、Cu、Co、Cr、Mo、Ni、Sn、Fe、Pd、Pb、Pt、 Rh、Ru和Zn的一種或多種元素和選自B、P、C、S和W的任選一種或多種元素的合金。
8.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中所述金屬性材料含有a.選自Ag、Au、Cu、Co、Cr、Mo、Ni、Sn、Fe、Pd、Pb、Pt、Rh、Ru 和 Zn 的一種或多種金屬；b.選自C、0和S的至少一種元素；和c.任選地，選自B、P和W的至少一種或多種元素。
9.權(quán)利要求2的方法，其中電沉積到整形假體、槍筒、模具、體育用品、手機或汽車部件 的基底上。
10.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中電沉積到槍筒內(nèi)部。
11.用于將金屬性材料同時電沉積到串聯(lián)電連接的至少兩個基底的表面上的裝置，所 述裝置包含(a)電解質(zhì)井，填充有含有要沉積的金屬性材料的離子的電解質(zhì)溶液；(b)串聯(lián)電連接的至少兩個鍍覆池；(c)用于從所述井向每一鍍覆池供應所述電解質(zhì)溶液并用于將所述電解質(zhì)溶液送回所 述中心電解質(zhì)井的電解質(zhì)循環(huán)回路；(d)每一個鍍覆池包含(i)至少一個陽極，( )能夠容納和承載任選相對于偷竊電極放置的要鍍覆的臨時性或永久性基底之一 的陰極，和(iii)用于使鍍覆池之間的電壓差和分路電流最小化的機構(gòu)，其選自隔板、同步電源和 池間曲折電解質(zhì)路徑，(e)電連接到至少兩個鍍覆池上的至少一個電源。
12.用于使用至少兩個電源將金屬性材料同時電沉積到串聯(lián)電連接的至少四個基底的 表面上的裝置，所述裝置包含(a)電解質(zhì)井，填充有含有要沉積的金屬性材料的離子的電解質(zhì)溶液；(b)串聯(lián)電連接的至少兩個鍍覆池；(c)至少兩個串，其中每一個串由串聯(lián)電連接的至少兩個鍍覆池構(gòu)成；(d)用于從所述井向每一鍍覆池供應所述電解質(zhì)溶液并用于將所述電解質(zhì)溶液送回所 述電解質(zhì)井的電解質(zhì)循環(huán)回路；(e)至少兩個電源，每一個電連接不同的鍍覆池串，其中在鍍覆周期過程中始終在電流 接通時間、斷開時間和反向時間以及各自的電流密度方面使電源同步；(f)各鍍覆池包含(i)至少一個陽極，( )能夠容納和承載任選相對于偷竊電極放置的要鍍覆的臨時性或永久性基底之一 的陰極，(iii)含有要沉積的金屬性材料的離子的電解質(zhì)，(iv)使鍍覆池之間的電壓差和分路電流最小化的機構(gòu)，其選自隔板、同步電源和池間 曲折電解質(zhì)路徑。
全文摘要
公開了在使用共用電解質(zhì)的電鍍系統(tǒng)中同時電鍍在串聯(lián)電構(gòu)造中的至少兩個部件的裝置和方法，所述電鍍在厚度輪廓、涂布重量和涂層微結(jié)構(gòu)方面取得了優(yōu)異的一致性。以涂層形式或獨立形式在低的資本和運行成本下大規(guī)模制造部件。
文檔編號C25D5/00GK102007232SQ200980113604
公開日2011年4月6日 申請日期2009年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月18日
發(fā)明者K·托曼特施格爾 申請人:英特格蘭科技公司