CN102766894A - 一种使用超耐腐多层镍电镀液的铝轮毂的电镀方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种使用超耐腐多层镍电镀液的铝轮毂的电镀方法，其特征在于，将无氰镀铜后的铝轮毂依次置于半光亮镍电镀液、高硫镍电镀液、光亮镍电镀液、镍封电镀液中作为阴极，金属镍置于相应电镀液中作为阳极，接通电源进行电镀。铝轮毂经无氰沉锌镀铜后，在常规的前处理后，使用超耐腐多层镍电镀液和电镀工艺，依次电镀镀半亮镍、高硫镍、光亮镍、镍封，使铝轮毂防腐蚀性能达到超耐腐的要求。采用本发明制备的铝轮毂上的电镀层还具有填平度好、电位差数据适中等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种使用超耐腐多层镍电镀液的铝轮毂的电镀方法，属于电镀技术领域。
背景技术
常用的铝轮毂镀镍电镀液及其电镀工艺具有以下缺点：
1)一般使用含豆香素类镀镍添加剂，造成废水处理和活性炭处理成本相当高，不利于环境保护和清洁生产；
2)由于使用一般的电镀添加剂，镀层有明显的填平度差，电位差数据不足等缺点，还容易产生针孔等镀层缺陷；
3)镀镍厚度虽然也能达到规定要求，但是防腐蚀性能只能达到一般的防腐蚀要求，不能达到特殊顾客超高腐蚀性能的特殊要求。
4)含氰镀铜工艺由于没有致密均匀的沉锌薄层作基础，镀层的填平度差，内应力低，延展性不好，容易产生针孔/气泡/烧焦等镀层缺陷。
5)含氰镀铜工艺在大电流密度下，会有大量的氰化物气体析出，造成很大的环境污染。同时对电镀操作工也造成了很大的职业危害。所有含氰镀铜工艺对环保和职业卫生有明显的危害。
发明内容
本发明的目的是提供一种镀层防腐蚀性能好，有利环境保护和清洁生产的铝轮毂的电镀方法。
为了达到以上目的，本发明提供了一种使用超耐腐多层镍电镀液的铝轮毂的电镀方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步：将无氰镀铜后的铝轮毂置于半光亮镍电镀液中作为阴极，金属镍置于半光亮镍电镀液中作为阳极，接通电源进行电镀；
第二步：将第一步得到的铝轮毂置于高硫镍电镀液中作为阴极，金属镍置于高硫镍电镀液中作为阳极，接通电源进行电镀；
第三步：将第二步得到的铝轮毂置于光亮镍电镀液中作为阴极，金属镍置于光亮镍电镀液中作为阳极，接通电源进行电镀；
第四步：将第三步得到的铝轮毂置于镍封电镀液中作为阴极，金属镍置于镍封电镀液中作为阳极，接通电源进行电镀，最后进行后处理，得到产品；
其中，所述第一步中的半光亮镍电镀液为含有硫酸镍、氯化镍、硼酸、开缸剂、填平剂的水溶液；其中，硫酸镍的含量为263～375g/l，氯化镍的含量为38～53g/l，硼酸的含量为38～50g/l，开缸剂的含量为3～6ml/l，填平剂的含量为0.25～1.0ml/l；
所述第二步中的镀高硫镍电镀液为含有硫酸镍、氯化镍、硼酸、主光亮剂的水溶液；其中，硫酸镍的含量为240～360g/l，氯化镍的含量为60～120g/g/l，硼酸的含量为35～40g/l，添加剂的含量为2.5～5.0ml/l；
所述第三步中的镀光亮镍电镀液为含有硫酸镍、氯化镍、硼酸、添加剂的水溶液；其中，硫酸镍的含量为225～375g/l，氯化镍的含量为52.5～150g/l，硼酸的含量为37.5～56g/l，主光剂的含量为0.2～3.0ml/l；
所述第四步中的镀镍封电镀液为含有硫酸镍、氯化镍、硼酸、添加剂的水溶液；其中，硫酸镍的含量为300～450g/l，氯化镍的含量为38～112g/l，硼酸的含量为38～50g/l，添加剂的含量为0.12～1.0ml/l。
优选地，所述半光亮镍电镀液中，硫酸镍的含量为300g/l，氯化镍的含量为45g/l，硼酸的含量为45g/l，开缸剂的含量为4.5ml/l，填平剂的含量为0.6ml/l；
优选地，所述镀高硫镍电镀液中，硫酸镍的含量为300g/l，氯化镍的含量为90g/l，硼酸的含量为38g/l，添加剂的含量为3.3ml/l；
优选地，所述镀光亮镍电镀液中，硫酸镍的含量为300g/l，氯化镍的含量为66g/l，硼酸的含量为48g/l，主光剂的含量为0.4ml/l；
优选地，所述镀镍封电镀液中，硫酸镍的含量为300g/l，氯化镍的含量为60g/l，硼酸的含量为45g/l，添加剂的含量为0.6ml/l。
优选地，所述第一步中的电镀工艺参数为：电镀液温度为50～70℃，电镀时间为50～80min，电镀液pH值为3.6～4.0，电流密度为4.3～6.5A/dm2。
进一步地，所述第一步中的电镀工艺参数为：电镀液温度为66℃，电镀时间为55min，电镀液pH值为3.8，电流密度为5.4A/dm2。
优选地，所述第二步中的电镀工艺参数为：电镀液温度为46～52℃，电镀时间为1.5～3.5min，电镀液pH值为2.0～3.0，电流密度为2.0～4.0A/dm2。
进一步地，所述第二步中的电镀工艺参数为：电镀液温度为50℃，电镀时间为3.0min，电镀液pH值为2.5，电流密度为3.0A/dm2。
优选地，所述第三步中的电镀工艺参数为：电镀液温度为49～66℃，电镀时间为30～50min，电镀液pH值为3.5～5.0，电流密度为2.2～8.1A/dm2。
进一步地，所述第三步中的电镀工艺参数为：电镀液温度为60℃，电镀时间为38min，电镀液pH值为4.0，电流密度为4～5A/dm2。
优选地，所述第四步中的电镀工艺参数为：电镀液温度为49～66℃，电镀时间为2～4min，电镀液pH值为3.3～4.2，电流密度为2.0～4.3A/dm2。
进一步地，所述第四步中的电镀工艺参数为：电镀液温度为50℃，电镀时间为3min，电镀液pH值为3.8，电流密度为3.0A/dm2。
铝轮毂经无氰沉锌镀铜后，在常规的前处理后，使用超耐腐多层镍电镀液和电镀工艺，依次电镀镀半亮镍、高硫镍、光亮镍、镍封，使铝轮毂防腐蚀性能达到超耐腐的要求(CASS试验达到120h以上无腐蚀点)。在镀铜层的基础上，镀多层镍总厚度不小于40μm，使镀层具有超耐腐性能。采用本发明制备的铝轮毂上的电镀层还具有填平度好、电位差数据适中等优点。
具体实施方式
为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，作详细说明如下。
实施例中的半亮镍开缸剂采用AdditiAgentMark 90M-901；填平剂采用为AdditiAgentMark 90M-902；高硫镍添加剂采用HAS-90 NickelAdditiveAgent；光亮镍主光剂采用Uni-BriteB-100 Primary；镍封添加剂采用MPS-100 SP NickelSeal；上述试剂均购自安美特化学品(上海)有限公司。
实施例1
第一步：配制半亮镍电镀液
在3600*1200*2000规格的电镀槽中，加入2000升纯水，将其加热至60-70℃；然后，加入硫酸镍1500升、氯化镍225升、硼酸220升、开缸剂22.5升、填平剂3.0升；加入稀硫酸，调整PH值至3.8；加水至5000升，搅拌均匀后保温至66℃，得到半亮镍电镀液D1。
第二步：配制高硫镍电镀液
在3600*1200*2000规格的电镀槽中，加入2000升纯水，将其加热至60-70℃；然后加入硫酸镍1500升、氯化镍450升、硼酸190升、添加剂16.5升；加入稀硫酸，调整PH值至2.5；加水至5000升，搅拌均匀后保温至50℃，得到高硫镍电镀液D2。
第三步：配制光亮镍电镀液
在3600*1200*2000规格的电镀槽中，加入2000升纯水，将其加热至60-70℃；然后加入硫酸镍1500升、氯化镍330升、硼酸240升、主光剂2.0升；加入稀硫酸，调整PH值至4.0；加水至5000升，搅拌均匀后保温至60℃，得到光亮镍电镀液D3。
第四步：配制镍封电镀液
在3600*1200*2000规格的电镀槽中，加入2000升纯水，将其加热至60-70℃；然后加入硫酸镍1500升、氯化镍300升、硼酸225升、添加剂3.0升；加入稀硫酸，调整PH值至3.8；加水至5000升，搅拌均匀后保温至50℃，得到镍封电镀液D4。
第五步：镀半亮镍
将无氰镀铜后的铝轮毂按常规的前处理方法进行前处理后，放入第一步得到的电镀液中进行镀镍，在铝轮毂电镀面上形成一层半亮镍镀层；电镀工艺参数为：电镀液温度为66℃，电镀时间为55min，电流密度为5.4A/dm2。
第六步：镀高硫镍
将第五步得到的铝轮毂从镀半亮镍槽中取出，放入第二步得到的电镀液中进行镀镍，在铝轮毂电镀面上形成一层高硫镍镀层；电镀工艺参数为：电镀液温度为50℃，电镀时间为3.0min，电流密度为3.0A/dm2。
第七步：镀光亮镍
将第六步得到的铝轮毂从镀高硫镍槽中取出，放入第三步得到的电镀液中进行镀镍，在铝轮毂电镀面上形成一层光亮镍镀层；电镀工艺参数为：电镀液温度为60℃，电镀时间为38min，电流密度为4.5A/dm2。
第八步：电镀镍封
将第七步得到的铝轮毂从镀光亮镍槽中取出，放入第四步得到的电镀液中进行镀镍封，在铝轮毂电镀面上形成一层镍封镀层；电镀工艺参数为：电镀液温度为50℃，电镀时间为3min，电流密度为3.0A/dm2。
实施例2
第一步：配制半亮镍电镀液
在3600*1200*2000规格的电镀槽中，加入2000升纯水，将其加热至60-70℃；然后，加入硫酸镍1315升、氯化镍190升、硼酸190升、开缸剂15升、填平剂1.25升；加入稀硫酸，调整PH值至3.6；加水至5000升，搅拌均匀后保温至50℃，得到半亮镍电镀液D1。
第二步：配制高硫镍电镀液
在3600*1200*2000规格的电镀槽中，加入2000升纯水，将其加热至60-70℃；然后加入硫酸镍1200升、氯化镍300升、硼酸175升、添加剂12.5升；加入稀硫酸，调整PH值至2.0；加水至5000升，搅拌均匀后保温至46℃，得到高硫镍电镀液D2。
第三步：配制光亮镍电镀液
在3600*1200*2000规格的电镀槽中，加入2000升纯水，将其加热至60-70℃；然后加入硫酸镍1125升、氯化镍262.5升、硼酸187.5升、主光剂1.0升；加入稀硫酸，调整PH值至3.5；加水至5000升，搅拌均匀后保温至49℃，得到光亮镍电镀液D3。
第四步：配制镍封电镀液
在3600*1200*2000规格的电镀槽中，加入2000升纯水，将其加热至60-70℃；然后加入硫酸镍1500升、氯化镍190升、硼酸190升、添加剂0.6升；加入稀硫酸，调整PH值至3.3；加水至5000升，搅拌均匀后保温至49℃，得到镍封电镀液D4。
第五步：镀半亮镍
将无氰镀铜后的铝轮毂按常规的前处理方法进行前处理后，放入第一步得到的电镀液中进行镀镍，在铝轮毂电镀面上形成一层半亮镍镀层；电镀工艺参数为：电镀液温度为50℃，电镀时间为50min，电流密度为4.3A/dm2。
第六步：镀高硫镍
将第五步得到的铝轮毂从镀半亮镍槽中取出，放入第二步得到的电镀液中进行镀镍，在铝轮毂电镀面上形成一层高硫镍镀层；电镀工艺参数为：电镀液温度为46℃，电镀时间为1.5min，电流密度为2.0A/dm2。
第七步：镀光亮镍
将第六步得到的铝轮毂从镀高硫镍槽中取出，放入第三步得到的电镀液中进行镀镍，在铝轮毂电镀面上形成一层光亮镍镀层；电镀工艺参数为：电镀液温度为49℃，电镀时间为30min，电流密度为2.2A/dm2。
第八步：电镀镍封
将第七步得到的铝轮毂从镀光亮镍槽中取出，放入第四步得到的电镀液中进行镀镍封，在铝轮毂电镀面上形成一层镍封镀层；电镀工艺参数为：电镀液温度为49℃，电镀时间为2min，电流密度为2.0A/dm2。
实施例3
第一步：配制半亮镍电镀液
在3600*1200*2000规格的电镀槽中，加入2000升纯水，将其加热至60-70℃；然后，加入硫酸镍1875升、氯化镍265升、硼酸250升、开缸剂30升、填平剂5.0升；加入稀硫酸，调整PH值至4.0；加水至5000升，搅拌均匀后保温至70℃，得到半亮镍电镀液D1。
第二步：配制高硫镍电镀液
在3600*1200*2000规格的电镀槽中，加入2000升纯水，将其加热至60-70℃；然后加入硫酸镍1800升、氯化镍600升、硼酸200升、添加剂25.0升；加入稀硫酸，调整PH值至3.0；加水至5000升，搅拌均匀后保温至52℃，得到高硫镍电镀液D2。
第三步：配制光亮镍电镀液
在3600*1200*2000规格的电镀槽中，加入2000升纯水，将其加热至60-70℃；然后加入硫酸镍1875升、氯化镍750升、硼酸480升、主光剂15升；加入稀硫酸，调整PH值至5.0；加水至5000升，搅拌均匀后保温至66℃，得到光亮镍电镀液D3。
第四步：配制镍封电镀液
在3600*1200*2000规格的电镀槽中，加入2000升纯水，将其加热至60-70℃；然后加入硫酸镍2250升、氯化镍560升、硼酸250升、添加剂5.0升；加入稀硫酸，调整PH值至4.2；加水至5000升，搅拌均匀后保温至66℃，得到镍封电镀液D4。
第五步：镀半亮镍
将无氰镀铜后的铝轮毂按常规的前处理方法进行前处理后，放入第一步得到的电镀液中进行镀镍，在铝轮毂电镀面上形成一层半亮镍镀层；电镀工艺参数为：电镀液温度为70℃，电镀时间为80min，电流密度为6.5A/dm2。
第六步：镀高硫镍
将第五步得到的铝轮毂从镀半亮镍槽中取出，放入第二步得到的电镀液中进行镀镍，在铝轮毂电镀面上形成一层高硫镍镀层；电镀工艺参数为：电镀液温度为52℃，电镀时间为3.5min，电流密度为4.0A/dm2。
第七步：镀光亮镍
将第六步得到的铝轮毂从镀高硫镍槽中取出，放入第三步得到的电镀液中进行镀镍，在铝轮毂电镀面上形成一层光亮镍镀层；电镀工艺参数为：电镀液温度为66℃，电镀时间为50min，电流密度为8.1A/dm2。
第八步：电镀镍封
将第七步得到的铝轮毂从镀光亮镍槽中取出，放入第四步得到的电镀液中进行镀镍封，在铝轮毂电镀面上形成一层镍封镀层；电镀工艺参数为：电镀液温度为66℃，电镀时间为4min，电流密度为4.3A/dm2。
实施例4
第一步：配制半亮镍电镀液
在3600*1200*2000规格的电镀槽中，加入2000升纯水，将其加热至60-70℃；然后，加入硫酸镍1595升、氯化镍227.5升、硼酸220升、开缸剂22.5升、填平剂3.125升；加入稀硫酸，调整PH值至3.8；加水至5000升，搅拌均匀后保温至60℃，得到半亮镍电镀液D1。
第二步：配制高硫镍电镀液
在3600*1200*2000规格的电镀槽中，加入2000升纯水，将其加热至60-70℃；然后加入硫酸镍1500升、氯化镍450升、硼酸187.5升、添加剂18.75升；加入稀硫酸，调整PH值至2.5；加水至5000升，搅拌均匀后保温至49℃，得到高硫镍电镀液D2。
第三步：配制光亮镍电镀液
在3600*1200*2000规格的电镀槽中，加入2000升纯水，将其加热至60-70℃；然后加入硫酸镍1500升、氯化镍506.25升、硼酸233.75升、主光剂8.0升；加入稀硫酸，调整PH值至4.25；加水至5000升，搅拌均匀后保温至57.5℃，得到光亮镍电镀液D3。
第四步：配制镍封电镀液
在3600*1200*2000规格的电镀槽中，加入2000升纯水，将其加热至60-70℃；然后加入硫酸镍1875升、氯化镍375升、硼酸220升、添加剂2.8升；加入稀硫酸，调整PH值至3.75；加水至5000升，搅拌均匀后保温至57.5℃，得到镍封电镀液D4。
第五步：镀半亮镍
将无氰镀铜后的铝轮毂按常规的前处理方法进行前处理后，放入第一步得到的电镀液中进行镀镍，在铝轮毂电镀面上形成一层半亮镍镀层；电镀工艺参数为：电镀液温度为60℃，电镀时间为65min，电流密度为5.4A/dm2。
第六步：镀高硫镍
将第五步得到的铝轮毂从镀半亮镍槽中取出，放入第二步得到的电镀液中进行镀镍，在铝轮毂电镀面上形成一层高硫镍镀层；电镀工艺参数为：电镀液温度为49℃，电镀时间为2.5min，电流密度为3.0A/dm2。
第七步：镀光亮镍
将第六步得到的铝轮毂从镀高硫镍槽中取出，放入第三步得到的电镀液中进行镀镍，在铝轮毂电镀面上形成一层光亮镍镀层；电镀工艺参数为：电镀液温度为57.5℃，电镀时间为40min，电流密度为5.15A/dm2。
第八步：电镀镍封
将第七步得到的铝轮毂从镀光亮镍槽中取出，放入第四步得到的电镀液中进行镀镍封，在铝轮毂电镀面上形成一层镍封镀层；电镀工艺参数为：电镀液温度为57.5℃，电镀时间为3min，电流密度为3.15A/dm2。
对比例
制备步骤同实施例1，不同之处在于，所述的无氰镀铜后的铝轮毂替换为含氰镀铜后的铝轮毂。
将实施例1-4及对比例分别进行试验，测试其性能，试验结果如下：
表1
Claims (13)
1.一种使用超耐腐多层镍电镀液的铝轮毂的电镀方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步：将无氰镀铜后的铝轮毂置于半光亮镍电镀液中作为阴极，金属镍置于半光亮镍电镀液中作为阳极，接通电源进行电镀；
第二步：将第一步得到的铝轮毂置于高硫镍电镀液中作为阴极，金属镍置于高硫镍电镀液中作为阳极，接通电源进行电镀；
第三步：将第二步得到的铝轮毂置于光亮镍电镀液中作为阴极，金属镍置于光亮镍电镀液中作为阳极，接通电源进行电镀；
第四步：将第三步得到的铝轮毂置于镍封电镀液中作为阴极，金属镍置于镍封电镀液中作为阳极，接通电源进行电镀，最后进行后处理，得到产品；
其中，所述第一步中的半光亮镍电镀液为含有硫酸镍、氯化镍、硼酸、开缸剂、填平剂的水溶液；其中，硫酸镍的含量为263～375g/l，氯化镍的含量为38～53g/l，硼酸的含量为38～50g/l，开缸剂的含量为3～6ml/l，填平剂的含量为0.25～1.0ml/l；
所述第二步中的镀高硫镍电镀液为含有硫酸镍、氯化镍、硼酸、主光亮剂的水溶液；其中，硫酸镍的含量为240～360g/l，氯化镍的含量为60～120g/l，硼酸的含量为35～40g/l，添加剂的含量为2.5～5.0ml/l；
所述第三步中的镀光亮镍电镀液为含有硫酸镍、氯化镍、硼酸、添加剂的水溶液；其中，硫酸镍的含量为225～375g/l，氯化镍的含量为52.5～150g/l，硼酸的含量为37.5～56g/l，主光剂的含量为0.2～3.0ml/l；
所述第四步中的镀镍封电镀液为含有硫酸镍、氯化镍、硼酸、添加剂的水溶液；其中，硫酸镍的含量为300～450g/l，氯化镍的含量为38～112g/l，硼酸的含量为38～50g/l，添加剂的含量为0.12～1.0ml/l。
2.根据权利要求1所述的使用超耐腐多层镍电镀液的铝轮毂的电镀方法，其特征在于，所述半光亮镍电镀液中，硫酸镍的含量为300g/l，氯化镍的含量为45g/l，硼酸的含量为45g/l，开缸剂的含量为4.5ml/l，填平剂的含量为0.6ml/l。
3.根据权利要求1所述的使用超耐腐多层镍电镀液的铝轮毂的电镀方法，其特征在于，所述镀高硫镍电镀液中，硫酸镍的含量为300g/l，氯化镍的含量为90g/l， 硼酸的含量为38g/l，添加剂的含量为3.3ml/l。
4.根据权利要求1所述的使用超耐腐多层镍电镀液的铝轮毂的电镀方法，其特征在于，所述镀光亮镍电镀液中，硫酸镍的含量为300g/l，氯化镍的含量为66g/l，硼酸的含量为48g/l，主光剂的含量为0.4ml/l。
5.根据权利要求1所述的使用超耐腐多层镍电镀液的铝轮毂的电镀方法，其特征在于，所述镀镍封电镀液中，硫酸镍的含量为300g/l，氯化镍的含量为60g/l，硼酸的含量为45g/l，添加剂的含量为0.6ml/l。
6.根据权利要求1所述的使用超耐腐多层镍电镀液的铝轮毂的电镀方法，其特征在于，所述第一步中的电镀工艺参数为：电镀液温度为50～70℃，电镀时间为50～80min，电镀液pH值为3.6～4.0，电流密度为4.3～6.5A/dm2。
7.根据权利要求所述的使用超耐腐多层镍电镀液的铝轮毂的电镀方法，其特征在于，所述第一步中的电镀工艺参数为：电镀液温度为66℃，电镀时间为55min，电镀液pH值为3.8，电流密度为5.4A/dm2。
8.根据权利要求1所述的使用超耐腐多层镍电镀液的铝轮毂的电镀方法，其特征在于，所述第二步中的电镀工艺参数为：电镀液温度为46～52℃，电镀时间为1.5～3.5min，电镀液pH值为2.0～3.0，电流密度为2.0～4.0A/dm2。
9.根据权利要求8所述的使用超耐腐多层镍电镀液的铝轮毂的电镀方法，其特征在于，所述第二步中的电镀工艺参数为：电镀液温度为50℃，电镀时间为3.0min，电镀液pH值为2.5，电流密度为3.0A/dm2。
10.根据权利要求1所述的使用超耐腐多层镍电镀液的铝轮毂的电镀方法，其特征在于，所述第三步中的电镀工艺参数为：电镀液温度为49～66℃，电镀时间为30～50min，电镀液pH值为3.5～5.0，电流密度为2.2～8.1A/dm2。
11.根据权利要求10所述的使用超耐腐多层镍电镀液的铝轮毂的电镀方法，其特征在于，所述第三步中的电镀工艺参数为：电镀液温度为60℃，电镀时间为38min，电镀液pH值为4.0，电流密度为4～5A/dm2。
12.根据权利要求1所述的使用超耐腐多层镍电镀液的铝轮毂的电镀方法，其特征在于，所述第四步中的电镀工艺参数为：电镀液温度为49～66℃，电镀时间为2～4min，电镀液pH值为3.3～4.2，电流密度为2.0～4.3A/dm2。
13.根据权利要求12所述的使用超耐腐多层镍电镀液的铝轮毂的电镀方法，其 特征在于，所述第四步中的电镀工艺参数为：电镀液温度为50℃，电镀时间为3min，电镀液pH值为3.8，电流密度为3.0A/dm2。
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