CN103603017A - 一种环保节能的纳米电镀镍工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种纳米电镀镍工艺，该工艺在镀镍的镀液中加入纳米催化络合添加剂，在超导磁场效果反应作用下进行电镀。本发明工艺利用超导效果反应产生的磁场，并在纳米催化络合添加剂促进作用下，使金属沉积晶核粒度在18-25nm间，且80%呈带状，而非晶状。本发明工艺电镀走位能力优异、具有深镀能力、镍层应力小、延伸性强。相比传统镀镍工艺，在相同厚度镍层时，本发明工艺的镍层硬度、耐磨性、光亮度、延展性及抗腐蚀性均有显著提高，可通过更长时间的抗腐蚀测试。此外，本发明工艺仅一个工序即可用于后续加工，无需传统的半光镍、全光镍、高硫镍、镍封等多重工序，电镀工序节约，生产效率提高，减小成本同时，也减小排放，经济环保。

Description

一种环保节能的纳米电镀镍工艺

技术领域

本发明涉及电镀领域，特别涉及一种环保节能的纳米电镀镍工艺。

背景技术

 目前传统的电镀镍工艺，为了保障镍层的抗腐蚀性、耐磨性和光泽度等效果，至少需要两道工序，电镀半光镍和电镀全光镍；为了进一步的提高性能，通常还需要增加高硫镍、镍封这两道镀镍工序。这导致传统的电镀镍工艺存在以下不足：第一，电镀镍工序多，工艺复杂；第二，镀层厚；第三，由于复杂的工序，导致废水处理成本高、易污染环境，不够经济环保；第四，填平效果和低电位走位效果较差。

发明内容

本发明的目的是针对现有的电镀镍工艺中存在的不足，提供了一种新的环保节能且高经济效益的纳米电镀镍工艺。

为了实现上述目的，本发明提供了一种纳米电镀镍工艺，该工艺包括在电镀镍的镀液中加入纳米催化络合添加剂，然后在超导磁态效果反应设备的磁场作用下进行电镀。需要说明的是，采用本发明的方法，直接进行一次电镀镍工序即可，不需要进行电镀半光镍、电镀全光镍，也不需要高硫镍、镍封等工序，可直接用于后续的加工。另外，还需要说明的是，本发明方法的关键在于采用一次镀镍工序替换传统的多次镀镍工序，因此，镀镍前对工件的处理和镀镍后的后续加工，都可以与现有技术相同；当然，不论采用怎样的工件镀镍前处理或镀镍后加工工艺，只要采用了本发明的镀镍工艺，都在本发明的保护范围内一种。

优选地，纳米催化络合添加剂的添加量为每升镀液中加入0.8g-1.2g。需要说明的是，本发明中，只要向常规使用的电镀镍的镀液中加入纳米催化络合添加剂，即可满足本发明的使用要求，0.8g-1.2g每升的用量只是本发明的一种优选实现方式，过多、过少对电镀都会有影响。

优选地，纳米催化络合添加剂中含有金属离子型晶体结晶抑制剂。

根据本发明的纳米电镀镍工艺的要求，本发明还公开了一种用于本发明的纳米电镀镍工艺的电镀镍设备，具体的，即在常规使用的镀槽中，增加设置一个长期潜置于镀槽中的超导磁态效果反应设备。需要说明的是，本发明的方法中，利用超导磁态效果反应设备的磁场，可以使纳米催化络合添加剂更好的发挥作用，激活镀液，从而使得镍沉积晶核粒度在18-25nm之间，并使金属沉积的粒度80%呈非晶状。

优选地，超导磁态效果反应设备由超导材料制备而成。

因此，本发明有益效果在于：本发明的纳米电镀镍工艺在常规的镀液中加入纳米催化络合添加剂，并利用超导磁态效果反应设备产生的磁场促进络合，从而使得镀镍层中镍金属的沉积晶核粒度在18-25nm之间，并且80%呈带状。由于沉积晶核粒径小，并且在工件表面呈覆膜状，使得本发明的工艺走位能力非常优异，具有深镀能力并且镍层应力小，延伸性强，耐磨性强。与传统的镀镍工艺相比，在相同厚度的镍层下，本发明工艺的镍层硬度、耐磨性、光亮度、抗腐蚀性均有提高。在相同厚度下，可通过更长时间的盐雾测试；实验结果显示，在铁基上镀5微米厚的镍层，传统工艺获得的镍层盐雾测试时间约4小时，而本发明的工艺获得的镍层盐雾测试时间在32-56小时间，约在70小时开始生锈，可见，本发明的工艺获得的镍层具有很好的抗腐蚀性。此外，采用本发明的工艺，仅仅一个电镀镍工序即可替换传统的多个工序，生产效率高，并且，由于节约了工序，在减小成本的同时，也减小了排放，经济环保。

附图说明

图1是本发明的实施例中采用本发明的电镀镍工艺获得的镍层和传统工艺获得的镍层的显微镜观察结果图，其中A为本发明工艺获得的镍层，B为传统工艺获得的镍层；

图2是本发明的实施例中在挂镀中，采用本发明的电镀镍工艺获得的镍层和传统工艺获得的镍层的显微镜观察结果图，其中A为本发明工艺获得的镍层，B为传统工艺获得的镍层；

图3是本发明的实施例中在滚镀中，采用本发明的电镀镍工艺获得的镍层和传统工艺获得的镍层的显微镜观察结果图，其中A为本发明工艺获得的镍层，B为传统工艺获得的镍层；

图4是本发明的实施例中在连续镀中，采用本发明的电镀镍工艺获得的镍层和传统工艺获得的镍层的显微镜观察结果图，其中A为本发明工艺获得的镍层，B为传统工艺获得的镍层。

具体实施方式

为了使审查员能够进一步了解本发明的目的，现附较佳实施例以详细说明如下，本实施例仅用于说明本发明的技术方案，并非限定本发明。

本发明的纳米电镀镍工艺在现有的电镀镍工艺基础上进行改进，具体的，在现有的电镀镍的镀液中加入包含金属离子型晶体结晶抑制剂的纳米催化络合添加剂，并且在电镀槽中安置超导磁态效果反应设备。本发明的电镀镍工艺中，其它电镀条件与现有技术相同。本例中，超导磁态效果反应设备即采用超导材料制备的超导磁态效果反应棒。

具体的，本实施例的镀液添加成分如下：

组分	挂镀用量	滚镀用量
			纳米催化添加剂（XP）	0.8g/L	0.8g/L
纳米离子结晶抑制剂（PS）	0.8g/L	0.8g/L

 操作条件：

本例镀槽1000升用量如下：

组分	用量
		纳米XP	0.8L消耗量80ml/千安培小时
纳米PS	0.8L消耗量80ml/千安培小时

与此同时，采用相同的工件，用前述没有添加金属离子型晶体结晶抑制剂的镀液，在没有放置超导磁态效果反应设备的镀槽中采用相同的条件，按照传统的工序进行电镀镍，即电镀半光镍、电镀全光镍，镍封。

分别对本发明工艺获得的镀镍层和传统工艺获得的镀镍层进行显微镜观察和盐雾测试。结果显示，（1）如图1所示，其中A为本发明的改进的工艺进行电镀镍的效果，B为传统的工艺镀镍的效果，可见，本发明的工艺具有良好的填平效果，镀层表面细致均匀，而传统工艺的镀层表面凹凸不平；（2）如图2所示，图2为挂镀工件在400倍显微镜下的观察结果，其中A1、A2为本发明的改进的工艺进行电镀镍的效果，B1、B2为传统的工艺镀镍的效果，可见，本发明的工艺镀层表面呈覆膜状，覆盖能力强，工件表面凹凸不平的地方也能够均匀覆盖，从而提高了抗腐蚀能力，由于成覆膜状，使得镀层的硬度和光亮度也都有所提高，而传统工艺的镀层呈颗粒状，覆盖能力弱，抗腐蚀能力差，并且由于颗粒大，其硬度、光亮度也都相对较差；（3）如图3所示，图3为滚镀工件在400倍显微镜下的观察结果，其中A1、A2为本发明的改进的工艺进行电镀镍的效果，B1、B2为传统的工艺镀镍的效果，在滚镀的观察结果中，更能够明显的看出，本发明工艺获得的镀层呈均匀的覆膜状，而传统工艺的镀层表面呈颗粒状，显然，本发明的工艺获得的镀层具有更好的填平效果，走位能力更优异，具有深镀能力，延伸性强，同时，覆膜状也具有更强的抗腐蚀性、硬度和光亮度；（4）如图4所示，图4为由深圳清华大学研究院纳米工程重点实验室对本发明工艺的镀层进行的电镜扫描结果图，可见，本发明工艺的镀层结构均匀，金属沉积晶核在18-28nm之间。

本例，还分别对本发明的工艺获得的镀层和传统工艺的镀层进行了盐雾测试，测试结果显示，本发明工艺获得的镀层，盐雾测试24小时外观无明显变化，32小时表面出现轻微镍腐蚀，56小时观察结果与32小时相同，70小时才出现轻微生锈，而104-128小时表面生锈才逐步扩大；相比之下，传统工艺获得的镀层在4小时就开始出现腐蚀，并很快出现生锈。

此外，分别采用本发明的工艺和传统工艺对卫浴产品进行电镀镍，结果显示，本发明工艺的镀镍效果良好，对地电位区的镀镍效果明显优于传统的镀镍工艺。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种纳米电镀镍工艺，其特征在于：在电镀镍的镀液中加入纳米催化络合添加剂，然后在超导磁态效果反应设备的磁场作用下进行电镀。

2.根据权利要求1所述的纳米电镀镍工艺，其特征在于：所述纳米催化络合添加剂的添加量为每升镀液中加入0.8g-1.2g。

3.根据权利要求1或2所述的纳米电镀镍工艺，其特征在于：所述纳米催化络合添加剂中含有金属离子型晶体结晶抑制剂。

4.一种用于权利要求1-3任一项所述的纳米电镀镍工艺的电镀镍设备，其特征在于：包括镀槽和长期潜置于镀槽中的超导磁态效果反应设备。

5.根据权利要求4所述的电镀镍设备，其特征在于：所述超导磁态效果反应设备由超导材料制备而成。

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