CN101634020B - 锌铝基合金化学镀镍液及其镀镍方法 - Google Patents

锌铝基合金化学镀镍液及其镀镍方法 Download PDF

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Abstract

一种锌铝基合金化学镀镍液，其特征在于包括如下各组分及其配比如下：硫酸镍22～32g/L；次亚磷酸钠22～30g/L；DL-羟基丁二酸5～15g/L；氨基丙酸5～15g/L；2-羟基丙烷-1，2，3-三羧酸20～30g/L；氟化氢铵10～15g/L；碘酸钾4～8mg/L；其余为水。与现有技术相比，本发明的优点在于：镀液对锌铝基合金基体的腐蚀性很小，镀液的稳定性好，镀液配方中的氟化氢铵使镀液具有很好的缓冲性能，使所得镀层与基体的结合力佳、镀层致密、磷含量分布均匀，耐蚀性能好。

Description

锌铝基合金化学镀镍液及其镀镍方法
技术领域
本发明涉及一种化学镀镍液，尤其涉及一种锌铝基合金化学镀镍液，本发明还涉及该化学镀镍液的镀镍方法。
背景技术
锌铝基合金具有高的强度和硬度、良好的耐磨减摩性能、原材料与制造成本低廉的优点。另外，锌铝基合金还有一些独特的性能，如碰撞时不产生火花，无磁性等，用其替代铝合金甚至铜合金具有明显的经济性，同时，该合金熔点低，耗能少，成本低廉，成型方便，适用于多种铸造方法，因此具有很强的市场竞争力。但是锌铝基合金存在耐蚀性能差的缺点，如果解决这个问题，将极大地推广锌铝基合金的使用范围。
化学镀镍磷技术是通过在具有催化性能的基体表面上进行氧化还原反应获得镍磷合金镀层。化学镀镍磷技术具有均镀能力和深镀能力好，可以在复杂的表面上产生均匀厚度的镀层；无边角效应，几乎是基材形状的复制，因此特别适合形状复杂工件，腔体件，深孔件，盲孔件等内壁施镀；化学镀镍磷的镀层致密，空隙率低，具有优异的耐腐蚀性能。
化学镀尽管有这么多的优点，但是一般镀液都是酸性或者碱性的，而锌铝基合金不仅在酸性溶液中会被强烈腐蚀，在碱性溶液中也会被腐蚀，因而无法采用一般的化学镀镍液得到结合力好又耐腐蚀的镀层。
现有技术中也有这方面化学镀镍液的公开，如申请号为200510035823.9的中国发明专利申请公开《压铸铝合金化学镀镍工艺》(公开号为CN1896309A)，该文献中的镀镍液由可溶性镍盐、络合剂、缓冲剂、次亚磷酸盐还原剂、稳定剂组成。再如专利号为200410064795.9的中国发明专利《化学镀镍磷合金镀液及其镀覆工艺》(授权公告号：CN1304636C)，该专利每升镀液中含有硫酸镍：10～30g；次磷酸钠：20～40g；乙酸钠：5～20g；复合络合剂：12～60g；复合稳定剂：0.002～0.01g；镀液pH值4.5～5.0。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是针对上述的技术现状而另外提供一种锌铝基合金化学镀镍液。
本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种化学镀镍液镀镍方法。
本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：锌铝基合金化学镀镍液，其特征在于包括如下各组分及其配比如下：
硫酸镍22～32g/L；
次亚磷酸钠22～30g/L；
DL-羟基丁二酸5～15g/L；
氨基丙酸5～15g/L；
2-羟基丙烷-1，2，3-三羧酸20～30g/L；
氟化氢铵10～15g/L；
碘酸钾4～8mg/L；
其余为水。
本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：锌铝基合金化学镀镍液的镀镍方法，其特征在于施镀前先用百分比为5％～10％的氢氧化钠溶液调节化学镀镍液的pH值为6.5～7.5，然后将镀液加温至75～92℃并保持恒温，把经除油和活化的锌铝基合金浸入镀液中，实施化学镀镍。
作为优选，所述的化学镀镍温度控制在80～88℃。
作为优选，所述的化学镀镍镍液的pH值为6.8～7.2。
锌铝基合金化学镀镍液的应用，其特征在于该化学镀镍液应用于锌铝基合金，该锌铝基合金满足如下要求：锌和铝的质量之和占合金总质量百分数的50％～99.5％，其余成分为铜、镁、镍、锰、锡中的一种金属或一种以上金属的组合。
与现有技术相比，本发明的优点在于：镀液对锌铝基合金基体的腐蚀性很小，镀液的稳定性好，镀液配方中的氟化氢铵使镀液具有很好的缓冲性能，使所得镀层与基体的结合力佳、镀层致密、磷含量分布均匀，耐蚀性能好。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。
用于锌铝基合金表面防护的化学镀镍液的调配方法，包括如下步骤：
(1)把配方中的DL-羟基丁二酸、氨基丙酸、2-羟基丙烷-1，2，3-三羧酸和氟化氢铵一起加水溶解；
(2)把配方中的硫酸镍加水溶解；
(3)把(2)溶液倒入(1)溶液中，然后搅拌均匀；
(4)把次亚磷酸钠加适量的水溶解，然后在搅拌的状态下缓缓倒入(3)的溶液中，并搅拌均匀；
(5)加入碘酸钾溶液；
(6)加蒸馏水或去离子水至规定体积，并搅拌均匀；
(7)调节溶液的pH值；
(8)过滤。
以下结合具体实施的例子来对本发明做进一步的说明。
次亚磷酸钠作为还原剂，硫酸镍作为主盐，DL-羟基丁二酸、氨基丙酸、2-羟基丙烷-1，2，3-三羧酸作为络合剂，氟化氢铵作为缓冲剂，碘酸钾作为稳定剂。
实施例1，镀液的各组分及其配比如下：
硫酸镍(NiSO4·6H2O)        30g/l
次亚磷酸钠(NaH2PO2·H2O)   30g/l
DL-羟基丁二酸              5g/l
氨基丙酸                   10g/l
2-羟基丙烷-1，2，3-三羧酸  25g/l
氟化氢铵                   15g/l
碘酸                       4mg/l
水                         余量。
镀液的温度为75℃，用5％的氢氧化钠溶液调节pH值为7.5，溶液通过稳定性测试。含锌和铝质量百分数之和为72％，其余成分为铜和镍的锌铝基合金作为基体。所得镀层经三次热震试验后，无起泡或剥落现象，并且镀层在酸、碱及盐雾试验中表现出优异的耐腐蚀性能。
实施例2，镀液的各组分及其配比如下：
硫酸镍(NiSO4·6H2O)        22g/l
次亚磷酸钠(NaH2PO2·H2O)   25g/l
DL-羟基丁二酸              15g/l
氨基丙酸                   15g/l
2-羟基丙烷-1，2，3-三羧酸  20g/l
氟化氢铵                   10g/l
碘酸钾                     6mg/l
水                         余量。
镀液的温度为85℃，用10％的氢氧化钠溶液调节pH值为7.2，溶液通过稳定性测试。用含锌和铝质量百分数之和为99.5％，其余成分为铜的锌铝基合金作为基体。所得镀层经三次热震试验后，无起泡或剥落现象，并且镀层在酸、碱及盐雾试验中表现出优异的耐腐蚀性能。
实施例3，镀液的各组分及其配比如下：
硫酸镍(NiSO4·6H2O)        32g/l
次亚磷酸钠(NaH2PO2·H2O)   28g/l
DL-羟基丁二酸              10g/l
氨基丙酸                   5g/l
2-羟基丙烷-1，2，3-三羧酸  30g/l
氟化氢铵                   12g/l
碘酸钾                     8mg/l
水                         余量。
镀液的温度为92℃，用8％的氢氧化钠溶液调节pH值为6.5，溶液通过稳定性测试。用含锌和铝质量百分数之和为50％，其余成分为镁、镍、锰的锌铝基合金作为基体。所得镀层经三次热震试验后，无起泡或剥落现象，并且镀层在酸、碱及盐雾试验中表现出优异的耐腐蚀性能。
实施例4，镀液的各组分及其配比如下：
硫酸镍(NiSO4·6H2O)        24g/l
次亚磷酸钠(NaH2PO2·H2O)   22g/l
DL-羟基丁二酸              12g/l
氨基丙酸                   8g/l
2-羟基丙烷-1，2，3-三羧酸  26g/l
氟化氢铵                   15g/l
碘酸钾                     5mg/l
水                         余量。
镀液的温度为88℃，用10％的氢氧化钠溶液调节pH值为6.8，溶液通过稳定性测试。用含锌和铝质量百分数之和为82％，其余成分为镍和锡的锌铝基合金作为基体。所得镀层经三次热震试验后，无起泡或剥落现象，并且镀层在酸、碱及盐雾试验中表现出优异的耐腐蚀性能。
实施例5，镀液的各组分及其配比如下：
硫酸镍(NiSO4·6H2O)        26g/l
次亚磷酸钠(NaH2PO2·H2O)   26g/l
DL-羟基丁二酸              15g/l
氨基丙酸                   10g/l
2-羟基丙烷-1，2，3-三羧酸  22g/l
氟化氢铵                   10g/l
碘酸钾                     6mg/l
水                         余量。
镀液的温度为80℃，用10％的氢氧化钠溶液调节pH值为6.8，溶液通过稳定性测试。用含锌和铝质量百分数之和为90％，其余成分为铜和锡的锌铝基合金作为基体。所得镀层经三次热震试验后，无起泡或剥落现象，并且镀层在酸、碱及盐雾试验中表现出优异的耐腐蚀性能。
实施例6，镀液的各组分及其配比如下：
硫酸镍(NiSO4·6H2O)        30g/l
次亚磷酸钠(NaH2PO2·H2O)   28g/l
DL-羟基丁二酸              12g/l
氨基丙酸                   12g/l
2-羟基丙烷-1，2，3-三羧酸  24g/l
氟化氢铵                   12g/l
碘酸钾                     4mg/l
水                         余量。
镀液的温度为86℃，用5％的氢氧化钠溶液调节pH值为6.9，溶液通过稳定性测试。用含锌和铝质量百分数之和为68％，其余成分为铜和镍的锌铝基合金作为基体。所得镀层经三次热震试验后，无起泡或剥落现象，并且镀层在酸、碱及盐雾试验中表现出优异的耐腐蚀性能。
以下为对比实施例：其中，在质量百分数为锌67％，铝26％，铜7％的合金基体上，分别镀上15μm的镀层性能比较。
Figure S2008101200122D00051

Claims (5)

1.一种锌铝基合金化学镀镍液，其特征在于包括如下各组分及其配比如下：
硫酸镍22～32g/L；
次亚磷酸钠22～30g/L；
DL-羟基丁二酸5～15g/L；
氨基丙酸5～15g/L；
2-羟基丙烷-1，2，3-三羧酸20～30g/L；
氟化氢铵10～15g/L；
碘酸钾4～8mg/L；
其余为水，pH值为6.5～7.5。
2.一种权利要求1所述的锌铝基合金化学镀镍液的镀镍方法，其特征在于施镀前先用百分比为5％～10％的氢氧化钠溶液调节化学镀镍液的pH值为6.5～7.5，然后将镀液加温至75～92℃并保持恒温，把经除油和活化的锌铝基合金浸入镀液中，实施化学镀镍。
3.根据权利要求2所述的镀镍方法，其特征在于所述的化学镀镍温度控制在80～88℃。
4.根据权利要求2所述的镀镍方法，其特征在于所述的化学镀镍液的pH值为6.8～7.2。
5.根据权利要求2所述的镍液方法，其特征在于该化学镀镍液应用于锌铝基合金，该锌铝基合金满足如下要求：锌和铝的质量之和占合金总质量百分数的50％～99.5％，其余成分为铜、镁、镍、锰、锡中的至少一种金属。
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