CN103397353B - 一种电镀光亮镍钛合金的电镀液及电镀方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种电镀光亮镍钛合金的电镀液及电镀方法<b>。</b>电镀液是由下列组分组成：1）、六水硫酸镍50-60g/L，2）、六水氯化镍0-15g/L，3）、硫酸氧钛3.5-10.5g/L，4）、硼酸30-40g/L，5）、柠檬酸三钠50-60g/L，6）、丁二酸亚胺8-10？g/L，7）、光亮剂2-4？ml/L，8）、辅助剂8-10？ml/L。电镀参数pH3-5，温度40-60℃，阴极电流密度1.0-5.0A/dm2，阳极材料为镍板，或不锈钢板，或钌钛、合金阳极，电镀时间10-60分钟。本发明电镀液成分简单；无毒、无污染、无Cr6+，本发明电镀光亮镍钛合金，可以代铬电镀技术，节约用镍、替代有毒性有污染的六价铬电镀。本发明证实：镀层的耐磨性能，抗蚀性，韧性都有很大提高。在普通工业及军事、国防、航空航天、潜艇船舶领域里有极重要的作用。
Description
技术领域
本发明涉及的是金属电镀方法和电镀液，特别是一种电镀光亮镍钛合金的电镀液及电镀方法。
背景技术
在通常的装饰性电镀生产中，多用镀铬作为最后的工序，这是因为铬镀层具有光亮、洁白的外观，并具有硬度高、耐磨性强、耐腐蚀、耐高温的特点，得到广泛的应用。但是，由于镀铬工艺目前仍采用毒性较大的六价铬盐，对环境、水源、大气、人体带来很大的危害影响。
研究开发新的、与环境友好的代铬镀层，具有很大的应用前景，也有重大的社会经济效益。镍钛合金的电镀工艺即为代铬电镀的技术之一。
钛是一种耐热性很好的银白色金属，密度为4.54g/cm3,熔点高达1668℃。在常温下对强酸强碱有优异的耐蚀性，甚至王水都不能腐蚀它。它还具有重量轻、强度高、抗氧化性强、耐低温的特点，被誉为“太空金属”。
镍也是一种银白色金属，密度为8.9g/cm3,熔点1455℃，是一种较贵重的金属，具有较好的抗氧化能力。它目前是全世界较紧俏的战略物质之一。
现有技术中有真空镀钛膜的技术应用，但未见用水溶液的电镀液电镀的方法镀钛的。例如：钢材表面等离子体化学气相沉积镀钛膜技术。
现有技术中有用水溶液的电镀液电镀的方法镀镍的技术应用，但因价格高，有污染，应用受到限制。例如：化学镀镍。
研究开发新的、与环境友好的代铬镀层，具有很大的应用前景，也有重大的社会经济效益。
发明内容
本发明目的在于提供一种无氰、无铬、无污染的电镀光亮镍钛合金电镀液及电镀技术，其镀液的性能和镀层的性能均能达到“镀镍+镀铬”以及“镀亮铜+镀亮镍+镀铬(用六价铬盐)”的镀层的效果。
本发明的一种电镀光亮镍钛合金镀液包括如下组分和含量：
1、六水硫酸镍50-60g/L，2、六水氯化镍0-15g/L，
3、硫酸氧钛3.5-10.5g/L，4、硼酸30-40g/L，
5、柠檬酸三钠50-60g/L，6、丁二酸亚胺8-10g/L，
7、光亮剂2-4ml/L，8、辅助剂8-10ml/L，
其余为蒸馏水或去离子。
所述的光亮剂为：
1、丙烷磺酸吡啶30～40g/L，2、丙烷醇乙氧基醚40～50g/L，
3、N,N―二乙基丙炔胺甲酸盐30～50g/L，
4、丙炔醇5～10g/L，5、羟甲基磺酸钠10～12g/L，
其余为蒸馏水或去离子。
所述的辅助剂为：
1、糖精（或糖精钠）180～200g/L，
2、稀丙基磺酸钠（35%）200～250g/L，
3、羟丙基硫代硫酸钠5～10g/L，其余为蒸馏水或去离子。
本发明的一种电镀镍钛合金镀液的配制方法为（以配制1000毫升为例）：
步骤1：在一容积为1000毫升的容器中，置入30-40克硼酸，加入500-600毫升的50-60℃的蒸馏水或去离子水，搅拌、溶解；
步骤2：在步骤1的溶液中，加入50-60克的柠檬酸三钠，搅拌、溶解；
步骤3：在步骤2的溶液中，加入8-10克的丁二酰亚胺，搅拌、溶解；
步骤4：在步骤3的溶液中，加入50-60克的六水硫酸镍、0-15克的六水氯化镍，搅拌、溶解；
步骤5：在步骤4的溶液中，加入100-150毫升的硫酸氧钛溶液，搅拌均匀；
步骤6：在步骤5的溶液中，加入0.5-1.0克的粉状活性碳，搅拌；保温在50-60℃，每隔10-15分钟搅拌一次；重复3-5次后即可过滤溶液、除掉活性碳；
步骤7：在过滤干净后的步骤6溶液中，注入辅助剂8-10毫升，光亮剂2-4毫升，补加蒸馏水或去离子水至1000毫升；用25%的NaOH液或25%的HCl液调整溶液pH值在3-5之间。即可工作。
本发明的一种电镀镍钛合金镀液的电镀参数为：
1、pH3-5
2、温度40-60℃
3、阴极电流密度1.0-5.0A/dm2
4、阳极材料镍板，或不锈钢板，或钌钛、合金阳极
5、电镀时间10-60分钟
本发明的优点：
1．镀液成分简单；无毒、无污染、无Cr6+;
2．镀液稳定、不浑浊、抗杂质能力强；
3．性能好，易操作；深镀能力（Φ10×100mm管内、）达50%-60%；
4．NiTi合金镀层中Ti的含量（视T、pH、Dk、液中Ti盐含量而定）可达5-35%（质量比）；NiTi合金镀层的Ti含量随溶液中Ti盐浓度、溶液温度、溶液的pH、阴极电流密度的提高而上升，反之则下降；
5．所得NiTi合金层硬度、耐磨度、抗蚀性优于Ni层、Cr层、(Ni+Cr)层，可直接代替铬在铜（亮）层、镍（亮）层、铜（亮）+镍（亮）层上电镀。
本发明“电镀光亮镍钛合金”，可以代铬电镀技术，节约用镍、替代有毒性有污染的六价铬电镀。本发明证实：含有10-30%钛的镍钛合金镀层，比相同厚度的100%镍镀层和比电镀同厚度的“镍+铬”层耐磨性能相当、抗蚀性提高40-60%，而且其韧性增长一倍以上。因此，电镀含钛量10-30%的镍钛合金层在普通工业及军事、国防、航空航天、潜艇船舶领域里有极重要的作用。
具体实施方式
下面再通过实施例来说明本发明。
1)三个实施例的溶液组成如下:
| 实例一 | 实例二 | 实例三 | |
| NiSO4·6H2O | 50g/L | 55g/L | 60g/L |
| NiCl2·6H2O | 15g/L | 10g/L | 0g/L |
| TiOSO4 | 3.5g/L | 7.0g/L | 10.5g/L |
| Na3C6H5O7.2H2O | 50g/L | 55g/L | 60g/L |
| 丁二酰亚胺 | 8g/L | 9g/L | 10g/L |
| H3BO3 | 30g/L | 35g/L | 40g/L |
| 光亮剂 | 4ml/L | 3ml/L | 2ml/L |
| 辅助剂 | 8ml/L | 8.5ml/L | 10ml/L |
2)三个实施例的操作条件如下:
pH值3.0~5.0
T(℃)40~60
DK(A/dm2)0.5~5.0
阳极镍板、钌钛阳极、无锈钢板(实例三不用)
时间实例一10min，实例二20min，实例三30min
3)三个实例的电镀工艺过程如下:
工件→化学除油→热水洗→冷水洗→电化学除油→热水洗→冷水洗→除锈→冷水洗→冷水洗→镀光亮镍钛合金→水洗→烘干。
4)三个实施例的实验效果:
三个实施例得到的镍钛合金镀层均光亮、细致、柔和，色似Cr镀层。
通过破坏性实验、检测，三个实施例得到的镍钛合金镀层与铜层、镍层结合力好，不脱落，无脆性，无针孔、无裂纹；耐蚀性均优于Ni、Ni+Cr镀层。
Claims (4)
1.一种电镀光亮镍钛合金的电镀液，其特征在于包括如下组分：
其余为蒸馏水或去离子水。
2.根据权利要求1的一种电镀光亮镍钛合金的电镀液，其特征在于所述的光亮剂为：
1)、丙烷磺酸吡啶30～40g/L，2)、丙烷醇乙氧基醚40～50g/L，
3)、N,N―二乙基丙炔胺甲酸盐30～50g/L，
4)、丙炔醇5～10g/L，5)、羟甲基磺酸钠10～12g/L，其余为蒸馏水或去离子水。
3.根据权利要求1的一种电镀光亮镍钛合金的电镀液，其特征在于所述的辅助剂为：
1)、糖精或糖精钠180～200g/L，
2)、含量35％的烯丙基磺酸钠200～250g/L，
3)、羟丙基硫代硫酸钠5～10g/L，其余为蒸馏水或去离子水。
4.一种电镀光亮镍钛合金的电镀液的配制方法，其特征在于按如下步骤进行：
步骤1：在一容积为1000毫升的容器中，置入30-40克硼酸，加入500-600毫升的50-60℃的蒸馏水或去离子水，搅拌、溶解；
步骤2：在步骤1的溶液中，加入50-60克的柠檬酸三钠，搅拌、溶解；
步骤3：在步骤2的溶液中，加入8-10克的丁二酰亚胺，搅拌、溶解；
步骤4：在步骤3的溶液中，加入50-60克的六水硫酸镍、0-15克的六水氯化镍，搅拌、溶解；
步骤5：在步骤4的溶液中，加入100-150毫升的硫酸氧钛溶液，搅拌均匀；
步骤6：在步骤5的溶液中，加入0.5-1.0克的粉状活性碳，搅拌；保温在50-60℃，每隔10-15分钟搅拌一次；重复3-5次后即可过滤溶液、除掉活性碳；
步骤7：在过滤干净后的步骤6溶液中，注入辅助剂8-10毫升，光亮剂2-4毫升，补加蒸馏水或去离子水至1000毫升；用25％的NaOH液或25％的HCl液调整溶液pH值在3-5之间。
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