发明内容
设计目的:避免背景技术中的不足之处,设计一种具有电流效率高、分散能力强、覆盖能力好、镀层耐腐蚀性能优异的三价铬电镀槽液配方及配槽方法。
设计方案:为了实现上述设计目的。三价铬电镀基础溶液由主盐、导电盐、开缸剂、辅加剂和湿润剂构成。
硫酸铬作为主盐,硼酸、硫酸钠和硫酸钾作为导电盐,硫酸铬、硫酸镁、硫酸钾作为开缸剂,甲酸盐、乙酸盐、酒石酸盐、柠檬酸盐、丙三醇作为辅加剂,乙-乙基己基硫酸钠、脂肪族和芳香族化合物如胺、醛类作为湿润剂来构成三价铬镀铬的基础溶液,不仅具有限好的导电性,而且环保性好。
本申请采用硫酸钾的目的在于:由于硫酸钾具有良好的导电性,其导电性能远远好于钠盐。
本申请采用硫酸铵的目的在于:由于硫酸铵能够起到缓冲剂的作用,缓冲槽液的PH值。
本申请采用硫酸镁的目的在于:能够有效地提高电镀深度能力,适用于任何复杂产品的电镀。
本申请采用硫酸铬、硫酸镁、硫酸钾构成开缸剂,不仅极大地提高了电镀深度的能力,而且对于复杂产品的电镀能够达到镀层到位、均匀。
辅加剂的选择是三价铬镀铬溶液能否成功的关键,不仅可以络合三价铬离子有效放电,而且络合金属杂质(主要是铜、镍、铁),保证槽液的稳定,提高抗腐蚀性能。实践表明,次磷酸盐、氨基酸盐、甲酸盐、草酸盐等都可以作为辅加剂。辅加剂的主要作用是络合溶液中的Cr3+离子,使之以络合物的形式在一定的电位范围内放电,电沉积出铬镀层;其次还可以络合溶液中的金属杂质,维持槽液的稳定。
本申请采用湿润剂的目的在于:一是降低零件的表面张力,便于铬沉积;二是辅助提高阳极极化,从而保证镀层的均匀性和致密性。
在研发中采用的硫酸盐体系基础溶液,使用Hull试验方法,并根据能否上镀、镀层的外观、镀液的覆盖能力、长时间电解观察镀液的稳定性等各方面的情况,对一大批有机羧酸或盐进行了筛选,发现次磷酸盐和氨基酸盐不上镀,甲酸盐镀层白镀液不稳定,草酸盐镀层白走位差,酒石酸盐镀层不均匀,我们根据以上每种物品的特性,经过有效组合后,使三价铬镀层较白、走位很好,从而解决了单一成本所造成的缺陷,初步确定了硫酸盐体系中的络合剂及用量范围。
技术方案1:三价铬电镀槽液配方,50~100g/L主盐、导电盐260~340g/L、开缸剂90~120ml/L体积比、辅加剂9~12ml/L、湿润剂2~4ml/L。
技术方案2:三价铬电镀槽液的配槽方法,(1)镀槽洗干净后,用5~15%体积比的硫酸浸3~5个小时;用纯水冲洗干净,然后装入约55~70%体积水,加热至55~70℃;(2)加入50~100g/L主盐和260~340g/L的导电盐,搅拌溶解;(3)加入浓硫酸调溶液的Ph值为1.6~2.2以下;(4)加入8~12%的开缸剂,加入接近足量的水,检查Ph值小于2.0,混和完全后调节温度为45~49℃;(5)在强烈搅拌下,用18~22%的氢氧化钠,花2~4小时的时间非常缓慢地调整溶液的Ph值为3.2~3.8,然后至少保温10小时以上;(6)加入0.8~1.2%的辅加剂并混和完全;(7)加入0.2~0.5%的湿润剂。
本发明与背景技术相比,当Hull槽标准片(3A×5min,50℃),覆盖能力可达8.5cm以上,必要时,可以达到10cm,适合于复杂产品的电镀要求。
具体实施方式
导电盐构成方式之一:由60g/L硼酸、15g/L硫酸铵、40g/L硫酸钾、10g/L硫酸镁组合而成。
导电盐构成方式之二:由90g/L硼酸、8g/L硫酸铵、80g/L硫酸钾、5g/L硫酸镁组合而成。
导电盐构成方式之三:由75g/L硼酸、11.5g/L硫酸铵、60g/L硫酸钾、7.5g/L硫酸镁组合而成。
导电盐构成方式之四:由70g/L硼酸、9g/L硫酸铵、70g/L硫酸钾、8g/L硫酸镁组合而成。
导电盐构成方式之五:由80g/L硼酸、10g/L硫酸铵、75g/L硫酸钾、9g/L硫酸镁组合而成。
导电盐构成方式之六:由65g/L硼酸、12g/L硫酸铵、65g/L硫酸钾、7g/L硫酸镁组合而成。
开缸剂构成方式之一:由30g/L硫酸铬、5g/L硫酸镁、10g/L硫酸钾组合而成。
开缸剂构成方式之二:由70g/L硫酸铬、3g/L硫酸镁、5g/L硫酸钾组合而成。
开缸剂构成方式之三:由50g/L硫酸铬、4g/L硫酸镁、7.5g/L硫酸钾组合而成。
开缸剂构成方式之四:由40g/L硫酸铬、4.5g/L硫酸镁、9g/L硫酸钾组合而成。
开缸剂构成方式之五:由60g/L硫酸铬、3.5g/L硫酸镁、6g/L硫酸钾组合而成。
开缸剂构成方式之六:由65g/L硫酸铬、2g/L硫酸镁、7g/L硫酸钾组合而成。
辅加剂构成方式之一:由0.005g/L甲酸盐、0.015g/L乙酸盐、0.28g/L酒石酸盐、0.002g/L柠檬酸盐、0.0002g/L丙三醇组合而成。
辅加剂构成方式之二:由0.025g/L甲酸盐、0.001g/L乙酸盐、0.12g/L酒石酸盐、0.015g/L柠檬酸盐、0.008g/L丙三醇组合而成。
辅加剂构成方式之三:由0.015g/L甲酸盐、0.051g/L乙酸盐、0.19g/L酒石酸盐、0.0067g/L柠檬酸盐、0.0042g/L丙三醇组合而成。
辅加剂构成方式之四:由0.009g/L甲酸盐、0.08g/L乙酸盐、0.18g/L酒石酸盐、0.010g/L柠檬酸盐、0.0022g/L丙三醇组合而成。
辅加剂构成方式之五:由0.02g/L甲酸盐、0.012g/L乙酸盐、0.20g/L酒石酸盐、0.009g/L柠檬酸盐、0.0012g/L丙三醇组合而成。
辅加剂构成方式之六:由0.015g/L甲酸盐、0.010g/L乙酸盐、0.15g/L酒石酸盐、0.0075g/L柠檬酸盐、0.0068g/L丙三醇组合而成。
湿润剂构成方式之一:指0.001g/L 2-乙基己基硫酸钠、脂肪族和芳香族化合物如胺、醛类。
湿润剂构成方式之二:指0.0018g/L2-乙基己基硫酸钠、脂肪族和芳香族化合物如胺、醛类。
湿润剂构成方式之三:指0.0014g/L 2-乙基己基硫酸钠、脂肪族和芳香族化合物如胺、醛类。
湿润剂构成方式之四:指0.0013g/L2-乙基己基硫酸钠、脂肪族和芳香族化合物如胺、醛类。
湿润剂构成方式之五:指0.0012g/L2-乙基己基硫酸钠、脂肪族和芳香族化合物如胺、醛类。
湿润剂构成方式之六:指0.0011g/L2-乙基己基硫酸钠、脂肪族和芳香族化合物如胺、醛类。
湿润剂构成方式之七:指0.0015g/L2-乙基己基硫酸钠、脂肪族和芳香族化合物如胺、醛类。
湿润剂构成方式之八:指0.0016g/L 2-乙基己基硫酸钠、脂肪族和芳香族化合物如胺、醛类。
湿润剂构成方式之九:指0.0017g/L 2-乙基己基硫酸钠、脂肪族和芳香族化合物如胺、醛类。
湿润剂构成方式之十:指0.00105g/L 2-乙基己基硫酸钠、脂肪族和芳香族化合物如胺、醛类。
湿润剂构成方式之十一:指0.00115g/L 2-乙基己基硫酸钠、脂肪族和芳香族化合物如胺、醛类。
湿润剂构成方式之十二:指0.00155g/L2-乙基己基硫酸钠、脂肪族和芳香族化合物如胺、醛类。
湿润剂构成方式之十三:指0.00165g/L 2-乙基己基硫酸钠、脂肪族和芳香族化合物如胺、醛类。
湿润剂构成方式之十四:指0.00135g/L 2-乙基己基硫酸钠、脂肪族和芳香族化合物如胺、醛类。
湿润剂构成方式之十五:指0.00125g/L 2-基己基硫酸钠、脂肪族和芳香族化合物如胺、醛类。
上述取值为权利要求书中范围中的任意取值且包括端值,并且上述实施例与实施例之间的取值可以任意组合。
实施例1:三价铬电镀槽液配方,在上述导电盐、开缸剂、辅加剂和湿润剂构成的基础上,主盐(硫酸铬)50g/L、开缸剂90ml/L体积比、辅加剂9ml/L、湿润剂4ml/L组合而成且导电盐260g/L。
实施例2:三价铬电镀槽液配方,在上述导电盐、开缸剂、辅加剂和湿润剂构成的基础上,主盐(硫酸铬)100g/L、开缸剂120ml/L体积比、辅加剂12ml/L、湿润剂4ml/L且导电盐340g/L。
实施例3:三价铬电镀槽液配方,在上述导电盐、开缸剂、辅加剂和湿润剂构成的基础上,主盐(硫酸铬)75g/L、开缸剂105ml/L体积比、辅加剂10.5ml/L、湿润剂3ml/L且导电盐300g/L。
实施例4:三价铬电镀槽液配方,在上述导电盐、开缸剂、辅加剂和湿润剂构成的基础上,主盐(硫酸铬)60g/L、开缸剂120ml/L体积比、辅加剂12ml/L、湿润剂4ml/L且导电盐260g/L。
实施例5:三价铬电镀槽液配方,在上述导电盐、开缸剂、辅加剂和湿润剂构成的基础上,主盐(硫酸铬)70g/L、开缸剂90ml/L体积比、辅加剂9ml/L、湿润剂2ml/L且导电盐340g/L。
实施例6:三价铬电镀槽液配方,在上述导电盐、开缸剂、辅加剂和湿润剂构成的基础上,主盐(硫酸铬)80g/L、开缸剂100ml/L体积比、辅加剂10%ml/L、湿润剂2.5ml/L且导电盐280g/L。
实施例7:三价铬电镀槽液配方,在上述导电盐、开缸剂、辅加剂和湿润剂构成的基础上,主盐(硫酸铬)90g/L、开缸剂110ml/L体积比、辅加剂11%ml/L、湿润剂3.5ml/L且导电盐320g/L。
实施例8:三价铬电镀槽液配方,在上述导电盐、开缸剂、辅加剂和湿润剂构成的基础上,主盐(硫酸铬)85g/L、开缸剂115ml/L体积比、辅加剂10.5%ml/L、湿润剂4ml/L且导电盐290g/L。
实施例9:在上述实施例1~8的基础上,三价铬电镀槽液的配槽方法,其特征是:(1)镀槽洗干净后,用5~15%体积比的硫酸浸3~5个小时;用纯水冲洗干净,然后装入约55~70%体积水,加热至55~70℃;(2)加入50~100g/L主盐和260~340g/L的导电盐,搅拌溶解;(3)加入浓硫酸调溶液的Ph值为1.6~2.2;(4)加入8~12%的开缸剂,加入接近足量的水,检查Ph值小于2.0,混和完全后调节温度为45~49℃;(5)在强烈搅拌下,用18~22%的氢氧化钠,花2~4小时的时间非常缓慢地调整溶液的Ph值为3.2~3.8,然后至少保温10小时以上;(6)加入0.8~1.2%的辅加剂并混和完全;(7)加入0.2~0.5%的湿润剂。
上述实施例中所述的所述的(1)导电盐是指硼酸、硫酸铵、硫酸钾、硫酸镁等按一定比例组合而成。(2)所述的开缸剂是指硫酸铬、硫酸镁、硫酸钾按比例组全而成。(3)所述的辅加剂是指甲酸盐、乙酸盐、酒石酸盐、柠檬酸盐、丙三醇按比例组合而成。(4)所述的湿润剂是指乙-乙基己基硫酸钠、脂肪族和芳香族化合物如胺、醛类。
需要理解到的是:上述实施例虽然对本发明作了比较详细的说明,但是这些说明,只是对本发明的简单说明,而不是对本发明的限制,任何不超出本发明实质性内的发明创造,均落入本发明的保护范围内。