CN102433574A

CN102433574A - 一种氯化物装饰性三价铬电镀液

Info

Publication number: CN102433574A
Application number: CN2011103667174A
Authority: CN
Inventors: 林海波; 陆海彦; 项新亮
Original assignee: Jilin University
Current assignee: Jilin University
Priority date: 2011-11-18
Filing date: 2011-11-18
Publication date: 2012-05-02

Abstract

一种氯化物三价铬电镀液，特别涉及一种装饰性三价铬电镀液。提供一种氯化物装饰性三价铬电镀液与制备方法。所述一种氯化物装饰性三价铬电镀液组成包括主盐、络合剂、缓冲剂、导电盐、稳定剂、去极化剂和光亮剂。根据所述电镀液组成比例以及所需电镀液体积称取所需主盐、络合剂、缓冲剂、导电盐、稳定剂、去极化剂和光亮剂，分别加入适量去离子水将其溶解；向络合剂溶液中加入主盐，然后与导电盐溶液混合，调整pH值至1.5-4.0，加入稳定剂、缓冲剂、去极化剂和光亮剂，调至所需水量，20～50℃老化2小时，最后静置24小时。

Description

一种氯化物装饰性三价铬电镀液

技术领域

本发明属于电镀技术领域，涉及一种氯化物装饰性三价铬电镀液。

背景技术

镀铬在电镀工业中占有极其重要的地位。装饰性镀层是镀铬层的主要作用之一。六价铬镀层白亮，具有极好的硬度、耐磨性、抗腐蚀性能和很好的装饰性而广泛地用在汽车上。然而，六价铬对环境和人体健康有严重的危害，六价铬电镀是最严重的、最难处理的电镀工业污染源之一。从源头治理六价铬的污染是一种明智的方法。从20世纪70年代开始，随着人们环保意识地加强和科技的发展，人们一直在努力探寻一种能够代替六价铬的电镀工艺，并且镀层在功能性和装饰性上能与铬镀层相媲美。但是，根据当前的技术水平，不可能完全取消镀铬，因此出现了各种低浓度镀铬和三价铬电镀技术。其中三价铬电镀工艺由于避免了六价铬污染问题而引人注目。

到目前，三价铬电镀还存在着一系列问题，如镀液对Cr(VI)和其他金属杂质比较敏感、镀液稳定性差、镀层增厚困难、镀后易产生发霉现象、价格昂贵等，严重地制约了三价铬电镀的发展。目前，在镀液的稳定性，也就是镀液组成的研究比较多，但还没有一种公认的、比较完美的配方。其中一个重要原因就是，Cr(III)在碱性条件下极易发生羟桥基聚合反应，形成结构稳定的聚合物，从而阻碍了进一步电镀过程。特别是装饰性三价镀铬工艺更重视提高镀液的稳定性、改进阳极和改善镀层的外观色泽及镀层等方面。

目前三价铬电镀主要是氯化物体系和硫酸盐体系，两个体系的优缺点如表1。

表1硫酸盐体系和氯化物体系的特点

与硫酸盐体系比较，氯化物体系具有导电好、槽压低、镀液分散能力和覆盖能力及电流效率较高、光亮电流密度范围较宽、镀层色泽鲜艳(接近六价铬颜色)、阳极析氧过电势较低及阳极上三价铬不易被氧化等优点。缺点是电流密度高时，阳极有氯析出，污染较重，对设备腐蚀重。但是，随着镀铬体系的管理与维护水平提高，氯化物体系的应用仍然广泛。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可推广使用的氯化物体系三价铬电镀液，可用于装饰性三价铬电镀，具有价格低廉，稳定性高，所得镀层美观等特点。

本发明所述一种氯化物装饰性三价铬电镀液，该镀液含有0.3～0.5mol/L主盐、0.1～1.0mol/L络合剂、0.3～1.0mol/L缓冲剂、1.0～2.0mol/L导电盐、0.05～0.2mol/L稳定剂、3.0×10^-49.0×10^-4mol/L去极化剂和0.2～0.5mol/L光亮剂。

所述主盐为六水合三氯化铬(CrCl₃·6H₂O)；

所述络合剂最好选自低碳羧酸类化合物及其盐类，如甲酸、乙酸、草酸、甲酸铵、乙酸铵等，或由这些低碳羧酸类化合物及其盐类复配得到；

所述缓冲剂为硼酸、甲酸、乙酸等及其盐中的至少一种；

所述导电盐为氯化钾、氯化钠、氯化铵、氯化镁等中的至少一种。

所述稳定剂为溴化钾、次亚磷酸盐、抗坏血酸等中的至少一种；

所述去极化剂为三氯化铁；

所述光亮剂为氟化钠、氟化钾、氟化铵等盐中的至少一种。

所述氯化物装饰性三价铬电镀液通过下列方法制得：

A.根据所述电镀液组成比例以及所需电镀液体积称取所需主盐、络合剂、缓冲剂、导电盐、稳定剂、去极化剂和光亮剂，分别加入适量去离子水将其溶解。

B.向络合剂溶液中加入主盐，然后与导电盐溶液混合，调整pH值至1.5-4.0，加入稳定剂、缓冲剂、去极化剂和光亮剂，调至所需水量，20～50℃老化2小时，最后静置24小时。

使用本发明所述氯化物装饰性三价铬电镀液的电镀工艺参数为：

阳极可使用钛基贵金属氧化物电极，镀液操作温度20～30℃，镀液pH值1.5-4.0，阴极电流密度为2A/dm²～18A/dm²，阴阳极面积比为1∶2，镀液循环过滤使用，气体搅拌。

根据实际需要对温度、电流密度、电镀时间等参数进行调整可以得到不同厚度的镀层。

具体实施方式：

以上实施例的工艺条件如下：

阳极为钛基釕钛锡金属氧化物电极，镀液操作温度20～30℃，镀液pH值1.5-4.0，阴极电流密度为2A/dm²～18A/dm²，阴阳极面积比为1∶2，镀液循环过滤使用，电镀时间3～15分钟，气体搅拌。Hull槽实验结果：试片全部光亮，光亮宽度为9.5～9.8cm。

Claims

1.一种氯化物装饰性三价铬电镀液，其特征在于其组成包括主盐、络合剂、缓冲剂、导电盐、稳定剂、去极化剂和光亮剂；

所述主盐浓度为0.3～0.5mol/L、络合剂浓度0.1～1.0mol/L、缓冲剂浓度为0.3～1.0mol/L、导电盐浓度为1.0～2.0mol/L、稳定剂浓度为0.05～0.2mol/L、去极化剂浓度为3.0×10^-4～9.0×10^-4mol/L和光亮剂为0.2～0.5mol/L。

2.如权利要求1所述一种氯化物装饰性三价铬电镀液，其特征在于所述主盐为六水合三氯化铬(CrCl₃·6H₂O)。

3.如权利要求1所述一种氯化物装饰性三价铬电镀液，其特征在于所述络合剂为低碳羧酸类化合物及其盐类，或由这些低碳羧酸类化合物及其盐类复配得到。

4.如权利要求1所述一种氯化物装饰性三价铬电镀液，其特征在于所述缓冲剂为硼酸、甲酸、乙酸等及其盐中的至少一种。

5.如权利要求1所述一种氯化物装饰性三价铬电镀液，其特征在于所述导电盐为氯化钾、氯化钠、氯化铵、氯化镁等中的至少一种。

6.如权利要求1所述一种氯化物装饰性三价铬电镀液，其特征在于所述稳定剂为溴化钾、次亚磷酸盐、抗坏血酸等中的至少一种。

7.如权利要求1所述一种氯化物装饰性三价铬电镀液，其特征在于所述去极化剂为三氯化铁。

8.如权利要求1所述一种氯化物装饰性三价铬电镀液，其特征在于所述光亮剂为氟化钠、氟化钾、氟化铵等盐中的至少一种。

9.如权利要求1所述一种氯化物装饰性三价铬电镀液制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)根据所述电镀液组成比例以及所需电镀液体积称取所需主盐、络合剂、缓冲剂、导电盐、稳定剂、去极化剂和光亮剂，分别加入适量去离子水将其溶解；

(2)向络合剂溶液中加入主盐，然后与导电盐溶液混合，调整pH值至1.5-4.0，加入稳定剂、缓冲剂、去极化剂和光亮剂，调至所需水量，20～50℃老化2小时，最后静置24小时。