CN101608324A - 一种电镀液及使用该电镀液的电镀方法 - Google Patents

Abstract

一种电镀液，该电镀液为含有二价钴盐、二价锡盐和焦磷酸钾的水溶液，其中，该电镀液还含有添加剂，该添加剂为至少两种氨基酸的混合物。采用本发明的电镀液电镀得到的镀层颜色丰富、均匀细致，镀层颜色光亮且颜色连续可调，极大地丰富了枪色电镀层的颜色，具有很好的装饰与防护作用。

Description

一种电镀液及使用该电镀液的电镀方法

技术领域

本发明涉及一种电镀液及使用该电镀液的电镀方法。

背景技术

枪色镀层以黑中带灰的色调而被作为尊贵品质的象征，经常被应用在许多高端数码产品上。枪色装饰镀层目前以锡钴合金、锡镍合金为主。

但是随着人们对健康、环保意识的逐渐加强，锡镍合金由于在镀液以及镀层中含有大量的镍元素而导致其应用受到一定的限制，因此需要找到一种既不影响消费者健康、又不会造成严重环境污染的电镀工艺来获得光亮电镀枪色产品。目前作为环保型枪色电镀工艺被广泛使用的是焦磷酸体系的锡钴合金枪色电镀。锡钴合金焦磷酸体系的镀层色泽与镀铬层相似，色黑而光亮，且色泽持久不变，硬度达500-600HV，高于镍层，在许多零件上可代替镀铬层。

例如，CN1074957A公开了一种锡钴复合镀层的制备方法，其特征是，它使用下述组分的镀液：氯化亚锡20-35克/升，氯化钴10-20克/升，焦磷酸钾250-350克/升，TCX混合浆液2-5克/升，“代铬-90”20-40毫升/升，所述TCX混合浆液由粒径小于0.5微米的碳化硅和氮化硼按3∶1(重量比)的比例混合制成。

采用传统锡钴电镀液电镀得到的镀层颜色很不均匀，此外，电镀液的颜色可调范围较窄，无法调出浅枪色色调和深枪黑色色调，而使得镀层的颜色变化过于单调。

发明目的

本发明的目的是克服采用现有的锡钴合金电镀液电镀得到的镀层颜色不均匀的缺陷提供一种使得到的镀层颜色均匀的锡钴合金电镀液。

本发明的发明人意外地发现，镀液中含有至少两种氨基酸的添加剂的加入能够使得到的镀层颜色更加丰富、均匀细致，尤其对于面积较大的镀层，效果更加明显。

本发明提供了一种电镀液，该电镀液为含有二价钴盐、二价锡盐和焦磷酸钾的水溶液，其中，该电镀液还含有添加剂，该添加剂为至少两种氨基酸的混合物。

采用本发明的电镀液电镀得到的镀层颜色均匀细致，镀层颜色光亮且颜色连续可调，极大地丰富了枪色电镀层的颜色，具有很好的装饰与防护作用。

附图说明

图1为采用参比电镀液电镀后得到的样品照片；

图2为采用本发明的电镀液电镀后得到的样品照片；

图3为采用参比电镀液电镀后得到的样品照片。

具体实施方式

按照本发明，所述电镀液为含有二价钴盐、二价锡盐和焦磷酸钾的水溶液，其中，该电镀液还含有添加剂，该添加剂为至少两种氨基酸的混合物。

在本发明提供的电镀液中，所述添加剂为至少两种氨基酸的混合物，所述添加剂的含量的可调范围较宽，它的含量可以为3-30克/升，优选为3-20克/升。

所述氨基酸可以为各种氨基酸，例如，可以为赖氨酸、苏氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、甘氨酸、蛋氨酸、色氨酸、胱氨酸、谷氨酸或丙氨酸。每种氨基酸的含量均可以为1-10克/升。

本发明的发明人意外地发现，采用至少两种氨基酸的混合物作为电镀液的添加剂，采用电镀液能够得到颜色均匀细致的镀层，此外，采用不同种类以及用量的氨基酸的混合物还可以得到颜色可调范围较广的枪色镀层。

例如，加入将蛋氨酸与胱氨酸混合得到的添加剂，可以得到光亮的深枪黑色镀层；加入将谷氨酸与胱氨酸混合得到的添加剂，可以得到光亮的中枪色镀层。

为了使得到的镀层颜色更光亮，所述电镀液中还可以含有辅助光亮剂，所述辅助光亮剂的种类为本领域技术人员所公知，例如，可以为选自碳酸钾、柠檬酸钾和柠檬酸三铵中的一种或几种与乙二胺四乙酸(EDTA)的混合物；所述辅助光亮剂的含量的可调范围较宽，它的含量可以为0.5-20克/升，优选为0.5-10克/升，更优选为0.5-5克/升。该组分可以增加电镀液的导电性，同时起缓冲作用，调节它的用量可以对得到的镀层起到辅助光亮的作用。

本发明提供的电镀液的pH值可以为8-10，优选为8-9。所述电镀液的pH值的调节方法为本领域技术人员所公知，例如，可以通过添加氢氧化钾或磷酸来调节镀液的pH值。

所述二价钴盐和二价锡盐的种类为本领域技术人员所公知，例如，所述二价钴盐可以为二氯化钴和/或硫酸钴；所述二价锡盐可以为焦磷酸亚锡和/或氯化亚锡，所述二价钴盐的含量可以为20-50克/升，优选为20-40克/升；所述二价锡盐的含量可以为8-50克/升，优选为10-40克/升。

所述焦磷酸钾的含量可以为200-350克/升，优选为280-320克/升。

本发明提供的电镀液的制备方法可以按照常规的方法，例如，将按照上述含量的各组分加入到水中混合均匀得到，为了使各组分能够充分溶解，该方法也可以并优选为先将二价钴盐与水混合，使二价钴盐充分溶解，得到二价钴盐的水溶液，并与其它各组分的水溶液以及添加剂混合均匀，然后调节镀液的pH值。本发明的电镀液还可以通过将本发明所述添加剂以及选择性含有的辅助光亮剂加入到现有的市售镀液中，然后调节镀液的pH值而制得。

本发明提供的电镀液的电镀方法包括将工件置于镀液中作为阴极，石墨或金属钴板置于镀液中作为阳极，然后接通直流电源，所述电镀液含有二价钴盐、二价锡盐和焦磷酸钾，其中，该电镀液还含有添加剂，该添加剂为至少两种氨基酸的混合物。

按照本发明提供的锡钴电镀方法，除了使用本发明的电镀液之外，电镀的步骤和条件与常规的锡钴合金电镀方法相同。

例如，电镀的条件包括：电镀的温度为40-60℃，优选为40-55℃；阴极电流密度为0.2-3.6安培/平方分米，优选为0.7-2.4安培/平方分米；阴极和阳极的面积比为1∶2-1∶1；电镀时间为1-15分钟，优选为1-10分钟。

在电镀前，本发明的方法还优选包括将工件进行预处理的步骤，所述预处理的方法为本领域技术人员所公知，一般来说，所述预处理步骤包括除油和活化。

除油是将工件浸泡在除油剂中，以除去工件上的油迹等污垢。所述除油剂的种类和用量为本领域技术人员所公知，为了不使工件发生变形，所述除油温度通常为25-40℃；除油时间一般为1-15分钟，优选为1-10分钟。优选情况下，除油后还包括水洗的步骤，以将工件表面的除油剂清洗干净。

所述活化是为了除去金属表面的氧化层，所述活化的方法包括将除油后的工件直接浸入活化液中，所述活化液通常采用浓度为5体积％的硫酸溶液；活化时间可以为5秒钟-1分钟。

下面将通过具有实施例对本发明进行更详细的描述。

实施例1

该实施例用于说明本发明提供的电镀液的制备

将20克焦磷酸亚锡、300克焦磷酸钾、0.5克EDTA和0.5克碳酸钾与500毫升水混合均匀，加入用50毫升水将30克二氯化钴完全溶解的二氯化钴水溶液，混合均匀得到混合溶液，然后将上述混合溶液与5克胱氨酸和10克蛋氨酸混合并搅拌均匀，加水至总的混合溶液为一升，调节镀液的pH为8.5，其中，胱氨酸的含量为5克/升，蛋氨酸的含量为10克/升，二氯化钴的含量为30克/升，焦磷酸亚锡的含量为20克/升，焦磷酸钾的含量为300克/升，EDTA的含量为0.5克/升，碳酸钾的含量为0.5克/升，得到镀液D1。

实施例2

该实施例用于说明本发明提供的电镀液的制备

将12克焦磷酸亚锡和280克焦磷酸钾与500毫升水混合均匀，加入用60毫升水将36克二氯化钴完全溶解的二氯化钴水溶液，混合均匀得到混合溶液，然后将上述混合溶液与10克胱氨酸和10克蛋氨酸混合并搅拌均匀，加水至总的混合溶液为一升，调节镀液的pH为8.5，其中，胱氨酸的含量为10克/升，蛋氨酸的含量为10克/升，二氯化钴的含量为36克/升，焦磷酸亚锡的含量为12克/升，焦磷酸钾的含量为280克/升，得到镀液D2。

实施例3

该实施例用于说明本发明提供的电镀液的制备

将35克焦磷酸亚锡、320克焦磷酸钾、0.5克EDTA和0.5克柠檬酸钾与500毫升水混合均匀，加入用40毫升水将20克二氯化钴完全溶解的二氯化钴水溶液，混合均匀得到混合溶液，然后将上述混合溶液与5克胱氨酸和5克蛋氨酸混合并搅拌均匀，加水至总的混合溶液为一升，调节镀液的pH为9，其中，胱氨酸的含量为5克/升，蛋氨酸的含量为5克/升，二氯化钴的含量为20克/升，焦磷酸亚锡的含量为35克/升，焦磷酸钾的含量为320克/升，柠檬酸钾的含量为0.5克/升，EDTA的含量为0.5克/升，得到镀液D3。

实施例4

该实施例用于说明本发明提供的电镀液的制备

将20克焦磷酸亚锡、300克焦磷酸钾、1克EDTA和2.5克碳酸钾与500毫升水混合均匀，加入用50毫升水将30克二氯化钴完全溶解的二氯化钴水溶液，混合均匀得到混合溶液，然后将上述混合溶液与3克胱氨酸、2克蛋氨酸和1克甘氨酸混合并搅拌均匀，加水至总的混合溶液为一升，调节镀液的pH为8.5，其中，胱氨酸的含量为3克/升，蛋氨酸的含量为2克/升，甘氨酸的含量为1克/升，二氯化钴的含量为30克/升，焦磷酸亚锡的含量为20克/升，焦磷酸钾的含量为300克/升，碳酸钾的含量为2.5克/升，EDTA的含量为1克/升，得到镀液D4。

实施例5

该实施例用于说明本发明提供的电镀液的制备

按照实施例1的方法制备电镀液，不同的是，用丙氨酸和谷氨酸代替实施例1中的胱氨酸和蛋氨酸，丙氨酸的含量为5克/升，谷氨酸的含量为10克/升。

实施例6

该实施例用于说明本发明提供的电镀液的制备

按照实施例1的方法制备电镀液，不同的是，用甘氨酸和色氨酸代替实施例1中的胱氨酸和蛋氨酸，甘氨酸的含量为5克/升，色氨酸的含量为10克/升。

对比例1

该对比例用于说明参比电镀液的制备

按照实施例3的方法制备电镀液，不同的是，用胱氨酸代替实施例3中的氨基酸的混合物，胱氨酸的含量为10克/升，得到参比镀液CD1。

对比例2

该对比例用于说明参比锡钴合金电镀液的制备

按照实施例3的方法制备电镀液，不同的是，用蛋氨酸代替实施例3中的氨基酸的混合物，蛋氨酸的含量为10克/升，得到参比镀液CD2。

实施例7-12

该实施例用于说明本发明提供的锡钴合金电镀方法。

将预镀镍(镍层厚度为5微米左右)后的铜片在40℃下放入多功能除油剂(洁事达公司生产的全能除油剂)中浸泡0.5分钟，水洗，然后放入酸性除油剂(洁事达公司生产的酸性除油剂)中浸泡0.5分钟，水洗；然后将经过水洗的工件在常温(25℃)下，放入浓度为5体积％的硫酸溶液中浸泡1秒钟，得到经过预处理的工件。然后将工件分别放入实施例1-6制备的镀液中作为阴极，将高纯石墨板作为阳极，接通直流电源，在50℃、阴极和阳极的面积比为1∶2、阴极电流密度为0.5安培/平方分米的条件下电镀10分钟，然后用水将工件表面清洗干净并在80℃下烘干。

采用实施例1-6的电镀液得到由浅至深的枪色样品中，镀层枪色深度按照由浅至深排列为：实施例6、实施例4、实施例5、实施例3、实施例1、实施例2。图2为采用镀液D3得到的样品，镀层表面颜色均匀细致。

用如下所述的百格刀测试测得经常规后处理后镀层的附着力良好(脱落率小于5％)。

百格刀测试：将样品放置在测试台上，使用切刀在样品表面的同一方向上划长度为20毫米、间距为1毫米的11条线，然后在90度方向相交叉划长度为20毫米、间距为1毫米的11条线；将75毫米长的胶带(Permacell-99)中心部位小心放在划好的格子上与格线水平方向，使胶带完全覆盖格子，然后用橡皮擦擦拭，使胶带与格子完全良好接触；30-90秒钟后，从胶带单边以180°水平方向迅速拖起胶带，根据样品表面的脱落面积计算脱落率。

对比例3-4

该实施例用于说明锡钴合金的参比电镀方法。

按照实施例7-12的方法进行电镀，不同的是，所用的镀液为采用对比例1-2的方法制得的参比电镀液CD1-CD2。

采用对比例1-2的电镀液分别得到枪色镀层，但CD1、CD2镀层的颜色都不均匀，深浅色的过渡明显；图1为采用镀液CD1得到的样品，如图1中箭头所示，镀层表面出现局部镀层不均现象，样品左下角的镀层表面出现泛彩现象；图3为采用镀液CD2得到的样品，如图3中箭头所示，样品左下部并延伸至中部以及右下角位置的镀层表面出现白色雾状不均匀现象。

用上述百格刀测试测得镀层的附着力能够达到要求(脱落率小于5％)。

Claims (9)

1、一种电镀液，该电镀液为含有二价钴盐、二价锡盐和焦磷酸钾的水溶液，其特征在于，该电镀液还含有添加剂，该添加剂为至少两种氨基酸的混合物。

2、根据权利要求1所述的电镀液，其中，所述添加剂的含量为3-30克/升，所述二价钴盐的含量为20-50克/升，所述二价锡盐的含量为8-50克/升，所述焦磷酸钾的含量为200-350克/升。

3、根据权利要求2所述的电镀液，其中，所述添加剂的含量为3-20克/升，所述二价钴盐的含量为20-40克/升，所述二价锡盐的含量为10-40克/升，所述焦磷酸钾的含量为280-320克/升。

4、根据权利要求1所述的电镀液，其中，所述氨基酸为赖氨酸、苏氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、甘氨酸、蛋氨酸、色氨酸、胱氨酸、谷氨酸或丙氨酸，每种氨基酸的含量均为1-10克/升。

5、根据权利要求1所述的电镀液，其中，所述水溶液还含有辅助光亮剂，所述辅助光亮剂为碳酸钾、柠檬酸钾和柠檬酸三铵中的一种或几种与乙二胺四乙酸的混合物；所述辅助光亮剂的含量为0.5-20克/升。

6、根据权利要求1所述的电镀液，其中，所述水溶液的pH值为8-10。

7、根据权利要求1所述的电镀液，其中，所述二价钴盐为二氯化钴和/或硫酸钴；所述二价锡盐为焦磷酸亚锡和/或氯化亚锡。

8、一种电镀方法，该方法包括将工件置于电镀液中作为阴极，石墨或金属钴板置于电镀液中作为阳极，然后接通直流电源，其特征在于，所述电镀液为权利要求1-7中任意一项所述的电镀液。

9、根据权利要求8所述的方法，其中，电镀的条件包括，电镀的温度为40-60℃，阴极电流密度为0.2-3.6安培/平方分米，阴极和阳极的面积比为1∶2-1∶1，电镀时间为1-15分钟。

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