CN101760768A - 一种无氰镀银用电镀液及无氰镀银方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无氰镀银用电镀液和无氰镀银方法,其中电镀液由以下成分配制而成:硝酸银40~45g/L,硫代硫酸钠200~250g/L,焦亚硫酸钾40~45g/L,醋酸铵20~30g/L,硫代氨基脲0.6~0.8g/L;无氰镀银方法主要包括对镀件进行打磨抛光、除油和活化处理,直流电沉积镀银,钝化处理。本发明的镀液稳定性及分散性优良;通过直流电沉积方法使银镀膜达到纳米级,并且与基体结合良好,表面平整、致密,光亮度好,抗变色能力强;工艺简单,操作方便,成本低廉,可以满足生产领域的需要。

Description

一种无氰镀银用电镀液及无氰镀银方法
技术领域
本发明涉及一种无氰镀银用电镀液,同时还涉及一种无氰镀银方法,其是在直流电沉积作用下的无氰镀银方法,属于电化学镀银技术领域。
背景技术
银是一种银白色、可锻、可塑及有反光能力的贵金属,镀银层具有良好的导电性、钎焊性,低接触电阻和高反射系数,广泛应用于电器、电子、通讯设备和仪器仪表制造等工业领域。目前的镀银方法多使用直流电镀银或脉冲镀银等电镀方式;在实际生产中,镀银液大多采用氰化物电镀,氰化物是一种剧毒物质,对环境造成严重污染,危害人类健康。无氰镀银工艺作为一种相对环保无毒的镀银工艺,正在逐渐替代常见的氰化镀银。近年来,无氰镀银工艺研究较多,取得了一定的成就,但始终存在若干问题,无法真正替代氰化镀银,归结起来,主要有以下几方面问题尚待解决:(1)镀层总体性能达不到商业要求,如镀层光亮度不够,与基体结合不好等;(2)镀液稳定性差,杂质对其影响比较敏感,导致电镀周期短,镀液维护困难,增加了应用成本;(3)工艺性能不能满足生产需要,镀液分散能力差,阴极电流密度低,阳极容易钝化等。
无氰镀银工艺也有相关专利申请,其中公开号为CN 1680630A、名称为“无氰镀银的工艺方法”的专利申请公开了一种在磁场和脉冲电流下的无氰镀银方法,镀液配方为硝酸银50~60g/L,硫代硫酸钠250~350g/L,焦亚硫酸钾90~110g/L,硫酸钾20~30g/L,硼酸25~35g/L,光亮剂5ml/L,其中光亮剂又由4种成分配制而成;其工艺方法包括镀件化学除油、化学除锈、光亮镀镍、活化处理、浸银、脉冲镀银、钝化处理等步骤。公开号为CN101260551A、名称为“一种无氰电镀银的方法”的专利申请公开了一种双脉冲电镀银的方法,其首先进行表面镀镍,然后在酸液中活化镍层,再经化学镀银后在烟酸电镀银体系中双脉冲电镀银。公开号为CN 101235523A、名称为“超声无氰快速镀银方法”的专利申请中公开了一种超声电镀银的方法,其电镀液成分为甲烷磺酸银、丁二酰亚胺、硼酸,其工艺步骤包括超声除油、酸洗除氧化膜、超声电镀等步骤。但是此方法需要超声波设备,增加成本。公开号为CN 101092724A、名称为“用于镀银的无氰型电镀液”的专利申请公开了一种无氰型电镀液,其配方为含有银的无机盐或有机盐、嘧啶类配位剂、支持电解质、镀液pH调节剂及电镀添加剂。公开号为CN 101311321A、名称为“一种非水无氰镀银电镀液”的专利申请公开了一种采用有机溶剂代替水作为溶剂的电镀液,其配方为银离子来源物、配位剂和电镀添加剂。上述前两种方法均需在镀银之前先行镀镍,不仅增加工艺步骤,而且增加成本。后两种电镀液维护困难,且镀件在空气中易发生钝化。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无氰镀银用电镀液。
本发明的目的还在于提供一种无氰镀银方法。
为了实现上述目的,本发明的技术方案采用了一种无氰镀银用电镀液,由以下成分配制而成:硝酸银40~45g/L,硫代硫酸钠200~250g/L,焦亚硫酸钾40~45g/L,醋酸铵20~30g/L,硫代氨基脲0.6~0.8g/L,pH保持在5~6。
所述电镀液的制备方法为先将计算量的硫代硫酸钠溶于蒸馏水中,搅拌使其全部溶解;然后将计算量的硝酸银和焦亚硫酸钾分别用蒸馏水溶解,并在搅拌下将焦亚硫酸钾溶液倒入硝酸银溶液中,生成焦亚硫酸银浑浊液后,立即将溶液缓慢的加入硫代硫酸钠溶液中,生成微黄色澄清液;再将计算量的醋酸铵加入溶液中,配制好的溶液静置后,再加入计算量的硫代氨基脲,使其全部溶解,最后用蒸馏水定溶。
本发明的技术方案还采用了一种无氰镀银方法,其是在直流电沉积作用下的无氰镀银工艺方法,包括镀件打磨、抛光→化学除油→水洗→活化处理→水洗→直流电沉积镀银→水洗→后处理→水洗→干燥→成品,具体的方法主要包括以下步骤
(1)镀银前的预处理:对镀件进行打磨抛光、除油和活化处理;
(2)直流电沉积镀银:将预处理后的镀件进行直流电沉积镀银,电流密度为0.1~0.3A/dm2,其中镀液由以下成分配制而成:硝酸银40~45g/L,硫代硫酸钠200~250g/L,焦亚硫酸钾40~45g/L,醋酸铵20~30g/L,硫代氨基脲0.6~0.8g/L,pH保持在5~6;
(3)钝化处理:镀件取出后,进行钝化处理。
所述的镀银前的预处理,其具体方法为首先用金相砂纸对基体进行打磨抛光;然后用丙酮除油;最后用浓度为36%~38%的盐酸溶液进行活化处理;镀件的基体材料包括不锈钢、铜、镍或其合金。
所述的步骤(2)中,镀银时的温度为15℃~30℃;阴阳极面积比为0.7~1∶1.5~2,阳极采用99.99wt.%的纯银板。
所述的步骤(3)中,钝化处理的方法包括以下步骤:首先在55~65g/L的三氧化二铬和15~20g/L的氯化钠混合溶液中浸渍8~10s,取出洗净,此时表面显示铬酸盐的黄色;然后在200~210g/L的硫代硫酸钠溶液中浸渍3~5s,取出洗净;接着在100~110g/L的氢氧化钠溶液中浸渍5~8s,取出洗净;最后在36%~38%的浓盐酸中浸渍10~15s,取出洗净,即得光亮的不易变色的银层。
本发明的优势在于:(1)通过直流电沉积方法使无氰镀银得以实现,镀液毒性极低或无毒,更大程度地降低了对环境和操作人员的危害,镀液稳定性及分散性优良;(2)银镀膜可以达到纳米级,并且与基体结合良好,表面平整、致密,光亮度好,抗变色能力强;(3)本方法镀银之前无需镀镍,工艺简单,操作方便,成本低廉,可以满足生产领域的需要。
具体实施方式
本发明采用的无氰镀银方法,其是在直流电沉积作用下的无氰镀银工艺方法,包括镀件打磨、抛光→化学除油→水洗→活化处理→水洗→直流电沉积镀银→水洗→后处理→水洗→干燥→成品等工艺步骤。
实施例1
本实施例的无氰镀银的电镀液的配方及制备方法为
电镀液的配方为:硝酸银40g/L,硫代硫酸钠200g/L,焦亚硫酸钾40g/L,醋酸铵20g/L,硫代氨基脲0.6g/L,pH保持在5~6。
电镀液的制备方法:先将200g的硫代硫酸钠溶于300ml的蒸馏水中,搅拌使其全部溶解;然后将40g的硝酸银和40g的焦亚硫酸钾分别用250ml的蒸馏水溶解,并在搅拌下将焦亚硫酸钾溶液倒入硝酸银溶液中,生成焦亚硫酸银浑浊液后,立即将溶液缓慢的加入硫代硫酸钠溶液中,使银离子与硫代硫酸钠络合,生成微黄色澄清液;再将20g的醋酸铵加入溶液中,配制好的溶液静置后,再加入0.6g的硫代氨基脲,使其全部溶解,最后用蒸馏水定溶至1L。
实施例2
本实施例的无氰镀银的电镀液的配方及制备方法为
电镀液的配方为:硝酸银43g/L,硫代硫酸钠230g/L,焦亚硫酸钾43g/L,醋酸铵25g/L,硫代氨基脲0.7g/L,pH保持在5~6。
电镀液的制备方法:制备方法同实施例1,只是将各成分的加入量按照配方要求作相应调整。
实施例3
本实施例的无氰镀银的电镀液的配方及制备方法为
电镀液的配方为:硝酸银45g/L,硫代硫酸钠250g/L,焦亚硫酸钾45g/L,醋酸铵30g/L,硫代氨基脲0.8g/L,pH保持在5~6。
电镀液的制备方法:制备方法同实施例1,只是将各成分的加入量按照配方要求作相应调整。
实施例4
本实施例的无氰镀银方法主要包括以下步骤:
镀银前的预处理:首先用金相砂纸对基体进行打磨抛光;然后用丙酮除油;最后用浓度为36%的盐酸溶液进行活化处理;
(2)直流电沉积镀银:将预处理后的镀件进行直流电沉积镀银,镀银时的电流密度为0.1A/dm2,温度为15℃;阴阳极面积比为0.7∶2,阳极采用99.99wt.%的纯银板;其中电镀液使用实施例1中所配制的镀液;
(3)钝化处理:首先将镀银后的镀件在55g/L的三氧化二铬和15g/L的氯化钠混合溶液中浸渍8~10s,取出洗净,此时表面显示铬酸盐的黄色;然后在200g/L的硫代硫酸钠溶液中浸渍3~5s,取出洗净;接着在100g/L的氢氧化钠溶液中浸渍5~8s,取出洗净;最后在36%的浓盐酸中浸渍10~15s,取出洗净,即得光亮的不易变色的银层。
使用上述方法,在直流电沉积作用下得到的银镀膜覆盖能力好,可以达到纳米级,且与基体结合良好,表面平整、致密,光亮度好,抗变色能力强。
实施例5
本实施例的无氰镀银方法主要包括以下步骤:
(1)镀银前的预处理:首先用金相砂纸对基体进行打磨抛光;然后用丙酮除油;最后用浓度为37%的盐酸溶液进行活化处理;
(2)直流电沉积镀银:将预处理后的镀件进行直流电沉积镀银,镀银时的电流密度为0.2A/dm2,温度为25℃;阴阳极面积比为1∶2,阳极采用99.99wt.%的纯银板;其中电镀液使用实施例2中所配制的镀液;
(3)钝化处理:首先将镀银后的镀件在60g/L的三氧化二铬和18g/L的氯化钠混合溶液中浸渍8~10s,取出洗净,此时表面显示铬酸盐的黄色;然后在205g/L的硫代硫酸钠溶液中浸渍3~5s,取出洗净;接着在105g/L的氢氧化钠溶液中浸渍5~8s,取出洗净;最后在37%的浓盐酸中浸渍10~15s,取出洗净,即得光亮的不易变色的银层。
使用上述方法,在直流电沉积作用下得到的银镀膜覆盖能力好,可以达到纳米级,且与基体结合良好,表面平整、致密,光亮度好,抗变色能力强。
实施例6
本实施例的无氰镀银方法主要包括以下步骤
(1)镀银前的预处理:首先用金相砂纸对基体进行打磨抛光;然后用丙酮除油;最后用浓度为38%的盐酸溶液进行活化处理;
(2)直流电沉积镀银:将预处理后的镀件进行直流电沉积镀银,镀银时的电流密度为0.3A/dm2,温度为30℃;阴阳极面积比为2∶3,阳极采用99.99wt.%的纯银板;其中电镀液使用实施例3中所配制的镀液;
(3)钝化处理:首先将镀银后的镀件在65g/L的三氧化二铬和20g/L的氯化钠混合溶液中浸渍8~10s,取出洗净,此时表面显示铬酸盐的黄色;然后在210g/L的硫代硫酸钠溶液中浸渍3~5s,取出洗净;接着在110g/L的氢氧化钠溶液中浸渍5~8s,取出洗净;最后在38%的浓盐酸中浸渍10~15s,取出洗净,即得光亮的不易变色的银层。
使用上述方法,在直流电沉积作用下得到的银镀膜覆盖能力好,可以达到纳米级,且与基体结合良好,表面平整、致密,光亮度好,抗变色能力强。

Claims (6)

1.一种无氰镀银用电镀液,其特征在于:所述的电镀液由以下成分配制而成:硝酸银40~45g/L,硫代硫酸钠200~250g/L,焦亚硫酸钾40~45g/L,醋酸铵20~30g/L,硫代氨基脲0.6~0.8g/L。
2.一种无氰镀银方法,其特征在于:所述方法主要包括如下步骤
(1)镀银前的预处理:对镀件进行打磨抛光、除油和活化处理;
(2)直流电沉积镀银:将预处理后的镀件进行直流电沉积镀银,电流密度为0.1~0.3A/dm2,其中镀液由以下成分配制而成:硝酸银40~45g/L,硫代硫酸钠200~250g/L,焦亚硫酸钾40~45g/L,醋酸铵20~30g/L,硫代氨基脲0.6~0.8g/L,pH保持在5~6;
(3)钝化处理:镀件取出后,进行钝化处理。
3.根据权利要求2所述的一种无氰镀银方法,其特征在于:所述的镀银前的预处理,其具体方法为首先用金相砂纸对基体进行打磨抛光;然后用丙酮除油;最后用浓度为36%~38%的盐酸溶液进行活化处理。
4.根据权利要求2所述的一种无氰镀银方法,其特征在于:所述的步骤(2)中,镀银时的温度为15℃~30℃。
5.根据权利要求2所述的一种无氰镀银方法,其特征在于:所述的步骤(2)中,用于镀银的阳极采用99.99wt.%的纯银板,阴阳极面积比为0.7~1∶1.5~2。
6.根据权利要求2所述的一种无氰镀银方法,其特征在于:所述的步骤(3)中,钝化处理的方法包括以下步骤:首先在55~65g/L的三氧化二铬和15~20g/L的氯化钠混合溶液中浸渍8~10s,取出洗净;然后在200~210g/L的硫代硫酸钠溶液中浸渍3~5s,取出洗净;接着在100~110g/L的氢氧化钠溶液中浸渍5~8s,取出洗净;最后在36%~38%的浓盐酸中浸渍10~15s,取出洗净,即得光亮的不易变色的银层。
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