CN103436927A - 一种铝溶胶和金属镍离子共沉积的方法 - Google Patents

一种铝溶胶和金属镍离子共沉积的方法 Download PDF

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一种铝溶胶和金属镍离子共沉积的方法，包括下列步骤：第一步、前处理。第二步、铝溶胶和金属镍离子的电镀-电泳共沉积。在镀镍液中加入铝溶胶，制成铝溶胶和金属镍离子共沉积的镀镍液。将前处理后的工件放入铝溶胶和金属镍离子共沉积的镀镍液中，进行电镀-电泳共沉积，在工件表面得到金属镍和铝溶胶的共沉积复合膜。第三步、用流动自来水冲洗工件，然后烘干。在镀镍液中加入铝溶胶进行电镀，可以得到亮度高的铝溶胶和金属镍的共沉积复合膜，并且降低了起镀温度，节约了能源。

Description

一种铝溶胶和金属镍离子共沉积的方法
技术领域
本发明属于电镀技术领域，涉及一种铝溶胶和金属镍离子共沉积的方法，为电镀镍及镀镍添加剂技术，是铝溶胶（也称勃姆石溶胶或氢氧化铝溶胶）在电镀镍溶液中的应用。
背景技术
电镀镍技术是一种通过电沉积的方法在金属上电镀上一层金属镍的方法。金属镍的钝化能力很强，其表面能迅速生成一层极薄的钝化膜，使其保持经久不变的光泽。常温下，能抵抗大气、水和碱液的腐蚀并具有良好的耐磨性，可以做电镀的底层或中间层。常用的有瓦特镍、暗镍、半光亮镍、高硫镍和光亮镍等。因此镀镍在电镀中具有极其重要的位置。
镀镍液中的成分对镀层外观及镀层性能有十分重要的影响，为了使电镀镍光亮或者镀镍液及镀层性能得到改善，经常在瓦特镍镀镍液中添加某些添加剂。瓦特镍电镀镍、半光亮镍电镀镍、光亮镍电镀镍、镍封电镀镍、缎面镍电镀镍的镀镍液温度需要45～60℃，即这些电镀镍的最低温度为45，℃电镀金属镍时需要的镀液温度较高，极大地消耗了能源，提高了加工成本。
发明内容
本发明针对单独使用镀镍液在金属表面镀镍，得到的镀层光亮度低的问题，在镀镍液中加入铝溶胶进行电镀，可以得到亮度高的铝溶胶和金属镍的共沉积复合膜，并且降低了起镀温度，节约了能源。
一种铝溶胶和金属镍离子共沉积的方法，包括下列步骤：
第一步、前处理：工件打磨，非工作面绝缘，工作面化学除油，热水洗（50～70℃热水），流动自来水洗，酸洗，流动自来水洗。此为已知技术，故不重复叙述。
本实验采用化学除油，除油液的组成为：
Figure BDA0000368361340000021
工件基体的工作面呈现连续的水膜即表示工件工作面油已除尽。
酸洗采用5～20%的工业盐酸，工业盐酸中加有市售酸雾抑制剂，使市售酸雾抑制剂在工业盐酸和市售酸雾抑制剂的混合液中浓度为1～25mL/L。
第二步、铝溶胶和金属镍离子的电镀-电泳共沉积，电镀-电泳共沉积的过程在电镀槽中进行。
在镀镍液中加入铝溶胶，制成铝溶胶和金属镍离子共沉积的镀镍液，使得铝溶胶和金属镍离子共沉积的镀镍液中铝离子质量浓度为20～60mg/L，铝溶胶和金属镍离子共沉积的镀镍液pH值为3.1～5.5。
将前处理后的工件放入铝溶胶和金属镍离子共沉积的镀镍液中，电镀-电泳共沉积选用直流电源，阴极电流密度为0.57～2A/dm2、铝溶胶和金属镍离子共沉积的镀镍液温度为20～55℃、电镀-电泳共沉积时间为5～60min，在工件工作面得到金属镍和铝溶胶的共沉积复合膜。
第三步、电镀-电泳共沉积后，用流动自来水冲洗工件，除去非工作面绝缘材料，用流动自来水冲洗工件，然后烘干。
本技术方案中所述的百分数均为质量百分数。
第二步中所述的镀镍液可以为瓦特镍镀镍液、暗镍镀镍液、半光亮镍镀镍液、闪镀镍镀镍液、高硫镍镀镍液、镍封镀镍液、缎面镍镀镍液、高应力镍镀镍液或黑镍镀镍液等镀镍液。所述的镀镍液可采用已知的镀镍液工艺规范。
镀镍主盐可以为硫酸镍、氯化镍、醋酸镍或氨基磺酸镍等镍盐。
在实验或生产时，首先配制瓦特镍镀镍液、暗镍镀镍液、半光亮镍镀镍液、闪镀镍镀镍液、高硫镍镀镍液、镍封镀镍液、缎面镍镀镍液、高应力镍镀镍液或黑镍镀镍液等镀镍溶液，然后将购买的铝溶胶加入镀镍液中，搅拌溶液，将二者进行复配，不足量用水补足，即制得铝溶胶和金属镍离子共沉积的镀镍液。
由于瓦特电镀镍在电镀中应用极广，它为电镀镍各种配方的基础配方。用铝溶胶可以通过阴极电泳在钢铁上制备氧化铝陶瓷涂层，电镀也是将工件作为阴极，所以二者有可能在阴极上共沉积。为了尝试镀镍液中加入铝溶胶对电镀镍层影响的效果，将铝溶胶加入瓦特镀镍液等镀镍液中，与镍离子进行共沉积，以制取铝溶胶和金属镍的共沉积复合膜，发现加入了铝溶胶的铝溶胶和金属镍离子共沉积的镀镍液起镀温度可降低到20，℃而且镀层光泽得到改善，无光泽的镀镍层加入铝溶胶后铝溶胶和金属镍的共沉积复合膜亮度，为半光亮，同时由于起镀温度降低而大大节约了镀镍液升温及保持设定温度的能源费用。
其优点在于：
在镀镍液中加入铝溶胶进行电镀，可以得到亮度高的铝溶胶和金属镍的共沉积复合膜，并且降低了起镀温度，节约了能源。
具体实施方式
实施例1
第一步、前处理：工件打磨（可采用砂纸打磨），非工作面绝缘（可采用绝缘胶布包裹），工作面化学除油，热水洗（50℃热水），流动自来水洗，酸洗，流动自来水洗。工件为QT450-10球墨铸铁工件。
本实验采用化学除油，除油液的组成为：
Figure BDA0000368361340000031
工件基体的工作面呈现连续的水膜即表示工作面油已除尽。
酸洗采用5%的工业盐酸，工业盐酸中加有市售酸雾抑制剂，使市售酸雾抑制剂在工业盐酸和市售酸雾抑制剂的混合液中浓度为1mL/L。
第二步、铝溶胶和金属镍离子的电镀-电泳共沉积。铝溶胶为市售的LA-20铝溶胶。
在镀镍液中加入铝溶胶，（镀镍液配方：六水合硫酸镍、六水合氯化镍、硼酸和十二烷基硫酸钠），不足量用水补足，制成铝溶胶和金属镍离子共沉积的镀镍液，配方如下：
将前处理后的工件放入铝溶胶和金属镍离子共沉积的镀镍液中，电镀-电泳共沉积选用直流电源，阴极电流密度为0.57A/dm2、铝溶胶和金属镍离子共沉积的镀镍液温度为20℃、电镀-电泳共沉积时间为60min。
在工件的工作面得到铝溶胶和金属镍的共沉积复合膜。
第三步、电镀-电泳共沉积后，用流动自来水冲洗工件，除去绝缘胶带，用流动自来水冲洗工件，烘干。
本镀镍液配方为瓦特镍镀镍液，铝溶胶和金属镍的共沉积复合膜的亮度为半光亮。如果在相同工艺条件时，不添加铝溶胶，得到的镀镍层亮度为无光泽。
实施例2
一种铝溶胶和金属镍离子共沉积的方法，包括下列步骤：
第一步、前处理：工件打磨（可采用砂纸打磨），非工作面绝缘（可涂绝缘漆），工作面化学除油，热水洗（70℃热水），流动自来水洗，酸洗，流动自来水洗。所述的工件为Q235钢工件。
本实验采用化学除油，除油液的组成为：
Figure BDA0000368361340000041
工件基体的工作面呈现连续的水膜即表示工件工作面油已除尽。
酸洗采用20%的工业盐酸，工业盐酸中加有市售酸雾抑制剂，使市售酸雾抑制剂在工业盐酸和市售酸雾抑制剂的混合液中浓度为25mL/L。
第二步、铝溶胶和金属镍离子的电镀-电泳共沉积。铝溶胶为市售的JR14W-1铝溶胶。
在镀镍液中加入铝溶胶，（镀镍液配方：六水合硫酸镍、六水合氯化镍、硼酸和十二烷基硫酸钠），不足量用水补足，制成铝溶胶和金属镍离子共沉积的镀镍液，配方如下：
Figure BDA0000368361340000042
Figure BDA0000368361340000051
将前处理后的工件放入铝溶胶和金属镍离子共沉积的镀镍液中，电镀-电泳共沉积选用直流电源，阴极电流密度为2A/dm2、铝溶胶和金属镍离子共沉积的镀镍液温度为55℃、电镀-电泳共沉积时间为5min。
第三步、电镀-电泳共沉积后，用流动自来水冲洗工件，除去绝缘漆，用流动自来水冲洗工件，烘干。
本镀镍液配方为瓦特镍镀镍液，铝溶胶和金属镍的共沉积复合膜的亮度为半光亮。如果在相同工艺条件时，不添加铝溶胶，得到的镀镍层亮度为无光泽。
实施例3
第一步、前处理：工件打磨（可采用砂纸打磨），非工作面绝缘（包裹绝缘胶布），工作面化学除油，热水洗（60℃热水），流动自来水洗，酸洗，流动自来水洗。所述的工件为45#钢工件。
本实验采用化学除油，除油液的组成为：
Figure BDA0000368361340000052
工件基体的工作面呈现连续的水膜即表示工件工作面油已除尽。
酸洗采用15%的工业盐酸，工业盐酸中加有市售酸雾抑制剂，使市售酸雾抑制剂在工业盐酸和市售酸雾抑制剂的混合液中浓度为12mL/L。
第二步、铝溶胶和金属镍离子的电镀-电泳共沉积。铝溶胶为市售的LA-20铝溶胶。
在镀镍液中加入铝溶胶，（镀镍液配方：六水合硫酸镍、六水合氯化镍、硼酸和十二烷基硫酸钠），不足量用水补足，制成铝溶胶和金属镍离子共沉积的镀镍液，配方如下
Figure BDA0000368361340000053
Figure BDA0000368361340000061
将前处理后的工件放入铝溶胶和金属镍离子共沉积的镀镍液中，电镀-电泳共沉积选用直流电源，阴极电流密度为1.5A/dm2、铝溶胶和金属镍离子共沉积的镀镍液温度为40℃、电镀-电泳共沉积时间为35min，在工件工作面得到金属镍和铝溶胶的共沉积复合膜。
第三步、电镀-电泳共沉积后，用流动自来水冲洗工件，除去绝缘胶布，用流动自来水冲洗工件，烘干。
本实施例镀镍液配方为瓦特镍镀镍液，铝溶胶和金属镍的共沉积复合膜的亮度为半光亮。如果在相同工艺条件时，不添加铝溶胶，得到的镀镍层亮度为无光泽。

Claims (4)

1.一种铝溶胶和金属镍离子共沉积的方法，其特征在于下列步骤：
第一步、前处理；
第二步、铝溶胶和金属镍离子的电镀-电泳共沉积；
在镀镍液中加入铝溶胶，制成铝溶胶和金属镍离子共沉积的镀镍液，使得铝溶胶和金属镍离子共沉积的镀镍液中铝离子质量浓度为20～60mg/L，铝溶胶和金属镍离子共沉积的镀镍液pH值为3.1～5.5；
将前处理后的工件放入铝溶胶和金属镍离子共沉积的镀镍液中，电镀-电泳共沉积选用直流电源，阴极电流密度为0.57～2A/dm2、铝溶胶和金属镍离子共沉积的镀镍液温度为20～55℃，在工件工作面得到金属镍和铝溶胶的共沉积复合膜；
第三步、电镀-电泳共沉积后，用流动自来水冲洗工件，然后烘干。
2.根据权利要求1所述的一种铝溶胶和金属镍离子共沉积的方法，其特征在于下列步骤：第二步中所述的镀镍液为暗镍镀镍液、半光亮镍镀镍液、瓦特镍镀镍液、闪镀镍镀镍液、光亮镍镀镍液、高硫镍镀镍液、镍封镀镍液、缎面镍镀镍液、高应力镍镀镍液或黑镍镀镍液；
镀镍主盐为硫酸镍、氯化镍、醋酸镍或氨基磺酸镍。
3.根据权利要求2所述的一种铝溶胶和金属镍离子共沉积的方法，其特征在于下列步骤：第二步中铝溶胶加入瓦特镍镀镍液中的铝溶胶和金属镍离子共沉积的镀镍液配方：
Figure FDA0000368361330000011
4.根据权利要求1、2或3所述的一种铝溶胶和金属镍离子共沉积的方法，其特征在于下列步骤：第一步前处理步骤为：工件打磨，化学除油，50～70℃热水洗，流动自来水洗，酸洗，流动自来水洗；
本实验采用化学除油，除油液的组成为：
Figure FDA0000368361330000021
工件基体的表面呈现连续的水膜即表示工件工作面油已除尽；酸洗采用5～20%的工业盐酸，工业盐酸中加有酸雾抑制剂，使酸雾抑制剂在工业盐酸和酸雾抑制剂的混合液中浓度为1～25mL/L；所述的百分数均为质量百分数。
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