CN103757667A - 一种镀铬添加剂及其电镀液 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种镀铬添加剂及其电镀液，镀铬添加剂由甲苯二磺酸钠、氨基磺酸钠、氨三乙酸、氧化镁、硫酸锶、硼酸、蒸馏水制成，电镀液由铬酸酐、硫酸、镀铬添加剂、水制成。采用本发明电镀液进行电镀，阴极电流效率高达35%～45%，沉积速度很快，相同的镀层厚度，施镀时间可以缩短一半；镀层硬度高，呈均匀密集的网状裂纹，耐磨性能好；能产生微裂纹，提高抗腐蚀能力，油缸伸缩件中性耐盐雾试验可达72小时以上；镀液分散能力好，镀层厚度均匀，不易产生粗糙疱瘤现象，铬层外观青亮平滑；镀层与基体结合力强，前处理与传统工艺相似，操作容易；镀液不含氟化物，不含稀土元素，工件无低电区的腐蚀。产品质量提高，生产时间减少。

Description

一种镀铬添加剂及其电镀液

技术领域

本发明涉及一种电镀液，具体涉及一种镀铬添加剂及其电镀液。

背景技术

油缸伸缩件一般用45#钢经调质处理，车磨加工，为提高表面硬度、耐磨、耐温和耐蚀等性能，需进行表面镀硬铬处理，形成表面镀铬层，厚度一般在10～30μm以上。传统的电镀液一般镀硬铬工艺电流效率低，只有20%～25%，施镀时间长。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可以大大提高电流效率，缩短施镀时间的镀铬添加剂。

为解决上述技术问题，本发明的镀铬添加剂，以质量计，其组成为：

甲苯二磺酸钠 22%，

氨基磺酸钠 8%，

氨三乙酸  5%，

氧化镁 3%

硫酸锶 2.5%

硼酸 5%，

蒸馏水54.5%。

上述镀铬添加剂配制方法：常温下，在不锈钢搅拌罐内，按比例先加入蒸馏水，加入甲苯二磺酸钠和氨基磺酸钠，搅拌至完全溶解，再依次加入氨三乙酸、硼酸、氧化镁、硫酸锶，搅拌至完全溶解，静置，过滤，灌装。

上述技术方案各成分具有如下作用：

1、甲基二磺酸钠，一种阴离子表面活性剂，分子式：CH₂(SO₃Na)₂，白色粉末。溶于水。被广泛地应用在电镀硬铬工艺中，作为主添加剂（催化剂），可以明显地改善镀液对阳极极板的腐蚀，镀出的硬铬产品表面更光亮、镀层硬度更高、微裂纹数更多，具有更高的耐腐蚀性。用99%含量的工业品。

2、氨基磺酸钠，一种阴离子表面活性剂，分子式：NH₂SO₃Na，白色晶体。熔点 174°C。溶于水，水溶液呈弱碱性。标准状况下水中溶解度84.4，有吸湿性。用99.5%含量的工业品。在电镀硬铬工艺中，作为主添加剂，具有沉积速度快，镀层内应力低，镀液分散能力好，提高镀层表面光泽，提高镀层硬度，增强机械性能。

3、氨三乙酸，分子式C₂H₅NO₂，分子量75.07， 结构式NH₂CH₂COOH，熔点232～236℃(分解)，白色单斜晶系或六方晶系晶体，或白色结晶粉末。无臭，有特殊甜味。相对密度1.1607。熔点248℃（分解）。易溶于水。可以极大的提高阴极电流效率，阴极电流效率可达45%。 三价铬还原为金属铬的标准电极电位很负，在阴极有大量氢气析出，使阴极表面附近的pH值迅速提高。当pH值>4后，水合三价铬会发生羟桥化，聚合为长链的聚合物胶体沉淀物，阻碍三价铬的还原，电流效率降至最低值。氨基乙酸可防止Cr(OH)₃沉淀的生成，稳定镀液的pH值。氨基乙酸的另一作用是掩蔽有害金属离子的干扰。氨三乙酸是杂质离子的优良配位体，使杂质离子的析出电位大幅负移，从而不再干扰铬的析出。用99%含量的工业品。

4、氧化镁，化学式：MgO，白色无定型粉末。无臭、无味、无毒。一种无机物。可溶于稀酸。镀液加入氧化镁，因镁离子的存在使阴极极化作用降低，从而保证了在高电流密度下不降低电流效率。用99%含量的工业品。

5、硼酸，分子式习惯写成H₃BO₃，仅从表面上看是个三元酸，有三级电离平衡常数。实际上，硼酸的分子式应该是B(OH)₃，是一元酸。在镀液中作为缓冲剂使用，以稳定镀液的酸碱度。用99%含量的工业品。

另外一个作用是镀液加入硼酸及氧化镁，可使用很高的电流密度，电流密度可达150A/dm²，从而提高镀铬速度。

6. 硫酸锶，分子式：SrSO₄，无机物，白色结晶性粉末，无气味。镀液中加入硫酸锶，主要是控制镀液中氯离子和游离硫酸根离子的含量。减少氯离子和硫酸根离子对镀件工件低电区的腐蚀。用99%含量的工业品。

本发明还提供含有上述镀铬添加剂的电镀液，该电镀液的组成为：铬酸酐200～270g/l，硫酸2.0～3.0g/l，镀铬添加剂20～30ml/l，余量为水。

优选的组成为：铬酸酐250g/l，硫酸2.5g/l，镀铬添加剂25ml/l，余量为水。

由于上述电镀液在常规电镀液的基础上，添加镀铬添加剂，在具体电镀镀铬工艺中经检测，可以达到以下效果：

1、阴极电流效率高达35%～45%，沉积速度很快，相同的镀层厚度，施镀时间可以缩短一半。

2、镀层硬度高（900～1200HV），呈均匀密集的网状裂纹，耐磨性能好；能产生微裂纹，微裂纹数可达800～2000条／厘米（根据需要调节），提高抗腐蚀能力。油缸伸缩件中性耐盐雾试验可达72小时以上。

3、镀液分散能力好，镀层厚度均匀，不易产生粗糙疱瘤现象，铬层外观青亮平滑。

4、镀层与基体结合力强，前处理与传统工艺相似，操作容易。 

5、镀液不含氟化物，不含稀土元素，工件无低电区的腐蚀。

具体实施方式

实施例1

镀铬添加剂，其组成为：

甲苯二磺酸钠 22㎏，

氨基磺酸钠 8㎏，

氨三乙酸  5㎏，

氧化镁 3㎏

硫酸锶 2.5㎏

硼酸 5㎏，

蒸馏水54.5㎏。

上述镀铬添加剂配制方法：常温下，在不锈钢搅拌罐内，按比例先加入蒸馏水，加入甲苯二磺酸钠和氨基磺酸钠，搅拌10分钟，至完全溶解，再依次加入氨三乙酸、硼酸、氧化镁、硫酸锶，搅拌45分钟，溶解完全，静置，过滤，灌装。

实施例2

含有实施例1镀铬添加剂的电镀液，该电镀液中的组成为：铬酸酐（CrO₃）200g/l、硫酸（H₂SO₄）3.0g/l、镀铬添加剂30ml/l、余量为水。

实施例3

含有实施例1镀铬添加剂的电镀液，该电镀液中的组成为：铬酸酐（CrO₃）270g/l、硫酸（H₂SO₄）2.0g/l、镀铬添加剂20ml/l、余量为水。

实施例4

含有实施例1镀铬添加剂的电镀液，该电镀液中的组成为：铬酸酐（CrO₃）250g/l、硫酸（H₂SO₄）2.5g/l、镀铬添加剂25ml/l、余量为水。

实施例2、3和4电镀液配制要点是：在常规电镀液配制的基础上，添加镀铬添加剂。

电镀工艺参数：镀液温度55～65℃，阴极电流密度90～150A/dm²，控制溶液中三价铬离子（Cr³⁺）含量2～6g/l。

电镀操作工艺的要点是：工件电镀前处理（镀前检验—装挂具—化学除油—电解除油—水洗—活化酸洗—水洗）可按常规操作，电镀上电时，先以正常电流值的0.5倍，电镀1～2分钟，再以正常电流值的2倍，电镀2～4分钟，然后恢复到正常电流值，进行电镀。

采用实施例4电镀液的电镀工艺与原有电镀工艺做比较试验，以材质为45#钢，规格为φ50mm×3m的原杆为材料进行硬铬电镀，槽液温度58℃，镀层厚度为30um，结果如下：

采用本发明电镀液的电镀工艺，可以减少施镀时间，提高镀层硬度，提高耐磨、耐盐雾腐蚀能力，能较好的提高产品质量和减少生产时间，提高生产效益。

Claims (4)

1.一种镀铬添加剂，以质量计，其组成为：

甲苯二磺酸钠 22%，

氨基磺酸钠 8%，

氨三乙酸  5%，

氧化镁 3%

硫酸锶 2.5%

硼酸 5%，

蒸馏水54.5%。

2.权利要求1所述的镀铬添加剂的配制方法，其特征是：常温下，在不锈钢搅拌罐内，按比例先加入蒸馏水，加入甲苯二磺酸钠和氨基磺酸钠，搅拌至完全溶解，再依次加入氨三乙酸、硼酸、氧化镁、硫酸锶，搅拌至完全溶解，静置，过滤，灌装。

3.含有权利要求1所述的镀铬添加剂的电镀液，其特征是：铬酸酐200～270g/l，硫酸2.0～3.0g/l，镀铬添加剂20～30ml/l，余量为水。

4.根据权利要求3所述的电镀液，其特征是：铬酸酐250g/l，硫酸2.5g/l，镀铬添加剂25ml/l，余量为水。