CN104404580A - 一种提高不锈钢无氰镀银结合力的前处理方法 - Google Patents

一种提高不锈钢无氰镀银结合力的前处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种提高不锈钢无氰镀银结合力的前处理方法，步骤为：1)将不锈钢预镀件置于除油液中，于80-100℃温度下，进行除油处理至除尽为止，流动水洗；2)将不锈钢预镀件置于槽液中，以不锈钢预镀件为阳极，镍板为阴极，对不锈钢预镀件进行阳极活化；转换阴阳极，以不锈钢预镀件为阴极，镍板为阳极，对不锈钢预镀件进行预镀镍，流动水洗；3)将不锈钢预镀件置于无氰碱性镀铜溶液中，进行镀铜后，流动水洗；4)将不锈钢预镀件置于浸银溶液中进行浸银处理，流动水洗。该方法步骤简单，条件温和，组分无污染且成本低，适于广泛应用，经该方法处理的不锈钢镀件具有很高的结合力，经无氰镀银后得到的银镀层细腻平滑，纯度高，延展性好。

Description

一种提高不锈钢无氰镀银结合力的前处理方法
技术领域
本发明涉及无氰镀银表面处理领域，具体涉及一种提高不锈钢无氰镀银结合力的前处理方法。
背景技术
目前国内外大多数企业仍采用氰化镀银工艺，因为氰化镀银不仅方便快捷，还能得到很好的银镀层，但是氰化液为剧毒溶液，因此电镀技术人员一直致力于无氰镀银工艺的研发，希望能寻找出一种不仅可代替氰化镀银的工艺还能达到与氰化镀银工艺同等或较好的电镀效果。虽然电镀技术人员已对无氰镀银做了大量研究，但至今还未有成熟的无氰镀银工艺可进行大规模生产，主要原因有以下几点：
1)镀层性能不能满足工艺要求。镀层结晶不如氰化物细腻平滑，或者镀层纯度不够，镀层中有机物夹杂导致硬度过高、电导率下降等，还有焊接性能下降等问题，2)镀液稳定性差，无论是碱性、酸性或是中性镀液，都不同程度存在镀液稳定性问题，给管理和操作带来不便。同时令生产成本有所增加。3)镀层结合力差，尤其不锈钢工件，若按照常规方法，获取的银镀层易鼓泡、脱落、开裂等现象，无法满足生产要求。
发明内容
本发明针对现有技术不足，提供一种提高不锈钢无氰镀银结合力的前处理方法，该方法步骤简单，条件温和，所用到的组分对环境无污染且成本低，适于广泛应用。经该方法处理的不锈钢镀件具有很高的结合力，经无氰镀银后得到的银镀层细腻平滑，纯度高，延展性好，经划格法和热震法测试其结合力均无脱皮，开裂等现象，此前处理方法适用于各种无氰镀银工艺，推动了无氰镀银工艺代替传统氰化物镀银的脚步，对无氰镀银的推广和大规模化使用起到了重要的意义。
本发明采用的技术方案为：
一种提高不锈钢无氰镀银结合力的前处理方法，包括如下步骤：
1)将不锈钢预镀件置于除油液中，于80-100℃温度下，进行除油处理至除尽为止，流动水洗；
2)将不锈钢预镀件置于槽液中，以不锈钢预镀件为阳极，镍板为阴极，对不锈钢预镀件进行阳极活化；转换阴阳极，以不锈钢预镀件为阴极，镍板为阳极，对不锈钢预镀件进行预镀镍，流动水洗；
3)将不锈钢预镀件置于无氰碱性镀铜溶液中，进行镀铜后，流动水洗；
4)将不锈钢预镀件置于浸银溶液中进行浸银处理，流动水洗。
所述的一种提高不锈钢无氰镀银结合力的前处理方法，步骤1)中除油液为氢氧化钠60-100g/L，硅酸钠20-40g/L，磷酸三钠50-70g/L，硅酸钠10-15g/L，余量为水。
所述的一种提高不锈钢无氰镀银结合力的前处理方法，步骤2)中槽液的成分为硫酸镍200-300g/L，浓盐酸110-130ml/L，余量为水。
所述的一种提高不锈钢无氰镀银结合力的前处理方法，步骤2)对不锈钢预镀件进行阳极活化的条件为，阳极电流密度为0.2-0.3A/dm2，室温，活化时间3-6s。
所述的一种提高不锈钢无氰镀银结合力的前处理方法，步骤2)对不锈钢预镀件进行预镀镍的条件为，阴极电流密度为3-4A/dm2，室温。
所述的一种提高不锈钢无氰镀银结合力的前处理方法，步骤3)中镀铜溶液为
MK212A   硫酸铜                          300-500ml/L
MK212B   络合剂HEDP                      80-120ml/L
MK212C   晶粒细化剂2-硫脲嘧啶            40-80ml/L
余量为水；
镀铜条件为温度40-60℃，pH值9.2-10.0，电流密度为1-2A/dm2，时间3-6min。
所述的一种提高不锈钢无氰镀银结合力的前处理方法，步骤4)浸银溶液为硫脲200-220g/L，硝酸银20-25g/L，余量为水；浸银条件为pH值1.0-2.0，室温，时间90-120s。
一种不锈钢无氰镀银方法，将经上述的提高不锈钢无氰镀银结合力的前处理方法处理后的不锈钢镀件，置于镀银溶液中，进行电镀银。所述镀银溶液为硝酸银40-60g/L，硫代硫酸铵230-270g/L，焦亚硫酸钾40-60g/L，余量为水；镀银条件为电流密度0.3-0.7A/dm2，室温，pH值为5-6。
本发明具有以下有益效果：
本发明方法步骤简单，条件温和，所用到的组分对环境无污染且成本低，适于广泛应用。经该方法处理的不锈钢镀件具有很高的结合力，经无氰镀银后得到的银镀层细腻平滑，纯度高，延展性好，经划格法和热震法测试其结合力均无脱皮，开裂等现象，此前处理方法适用于各种不锈钢无氰镀银工艺，推动了无氰镀银工艺代替传统氰化物镀银的脚步，对不锈钢无氰镀银的推广和大规模化使用起到了重要的意义。
本发明方法在不锈钢无氰镀银前处理工艺流程中，增加了阳极活化和预度镍处理工艺，且两处理工艺在同一槽液中进行，简单快捷。
本发明还适于提高普通碳钢件无氰镀银层的结合力，对推广无氰镀银的应用具有重要的现实意义，在航空、汽车、电子和机械等行业中具有巨大的应用前景。
具体实施方式
实施例1一种提高不锈钢无氰镀银结合力的前处理方法
包括如下步骤：
1)将630不锈钢置于氢氧化钠80g/L，硅酸钠30g/L，磷酸三钠60g/L，硅酸钠13g/L，余量为水的除油液中，于90℃温度下，进行除油处理至除尽为止，流动水洗；
2)将除油后的630不锈钢置于成分为硫酸镍250g/L，浓盐酸120ml/L，余量为水的槽液中，以不锈钢预镀件为阳极，镍板为阴极，室温，在阳极电流密度为0.2A/dm2的条件下，5s，对630不锈钢进行阳极活化；转换阴阳极，以不锈钢预镀件为阴极，镍板为阳极，在阴极电流密度为4A/dm2，室温条件下，对630不锈钢进行预镀镍，流动水洗；
3)将630不锈钢置于成分为MK212A(硫酸铜)400ml/L，MK212B(络合剂HEDP)100ml/L，MK212C(晶粒细化剂2-硫脲嘧啶)60ml/L，余量为水的无氰碱性镀铜溶液中，在温度50℃，pH值9.2-10.0，电流密度为2A/dm2的条件下进行镀铜5min，流动水洗；
4)将630不锈钢置于成分为硫脲210g/L，硝酸银22g/L，余量为水的浸银溶液中，pH值1.0-2.0，室温下进行浸银处理110s，流动水洗，完成630不锈钢无氰镀银的前处理。
将完成无氰镀银前处理的630不锈钢置于成分为硝酸银50g/L，硫代硫酸铵250g/L，焦亚硫酸钾50g/L，余量为水的镀银溶液中，在pH值为5-6，电流密度0.5A/dm2，室温的条件下进行电镀银35min，得具有银镀层的630不锈钢。
利用电解式测厚仪测试银镀层的厚度为10μm。
根据GB/T5270-200X9《金属基体上覆盖层通(电沉积层和化学沉积层)附着强度实验方法》标准测试镀层结合力。采用划格法测试630不锈钢银镀层的结合力，使用刀具，在630不锈钢银镀层表面进行横向纵向的划格，横纵分别划5条线，间隔为1.0mm，然后观察该银镀层，结果为630不锈钢上的银镀层无起皮脱落现象。热震法，将具有银镀层的630不锈钢放在300度的炉中加热2小时，在放入室温水中骤冷，观察银镀层，结果为630不锈钢上的银镀层无气泡，片状脱落现象。
实施例2一种提高不锈钢无氰镀银结合力的前处理方法
包括如下步骤：
1)将630不锈钢置于氢氧化钠100g/L，硅酸钠20g/L，磷酸三钠70g/L，硅酸钠11g/L，余量为水的除油液中，于90℃温度下，进行除油处理至除尽为止，流动水洗；
2)将除油后的630不锈钢置于成分为硫酸镍200g/L，浓盐酸130ml/L，余量为水的槽液中，以不锈钢预镀件为阳极，镍板为阴极，室温，在阳极电流密度为0.3A/dm2的条件下，3s，对630不锈钢进行阳极活化；转换阴阳极，以不锈钢预镀件为阴极，镍板为阳极，在阴极电流密度为3A/dm2，室温条件下，对630不锈钢进行预镀镍，流动水洗；
3)将630不锈钢置于成分为MK212A(硫酸铜)300ml/L，MK212B(络合剂HEDP)80ml/L，MK212C(晶粒细化剂2-硫脲嘧啶)50ml/L，余量为水的无氰碱性镀铜溶液中，在温度40℃，pH值9.2-10.0，电流密度为1A/dm2的条件下进行镀铜3min，流动水洗；
4)将630不锈钢置于成分为硫脲200g/L，硝酸银25g/L，余量为水的浸银溶液中，pH值1.0-2.0，室温下进行浸银处理120s，流动水洗，完成630不锈钢无氰镀银的前处理。
将完成无氰镀银前处理的630不锈钢置于成分为硝酸银60g/L，硫代硫酸铵260g/L，焦亚硫酸钾40g/L，余量为水的镀银溶液中，在pH值为5-6，电流密度0.6A/dm2，室温的条件下进行电镀银45min，得具有银镀层的630不锈钢。
利用电解式测厚仪测试银镀层的厚度为12μm。
根据GB/T5270-200X9《金属基体上覆盖层通(电沉积层和化学沉积层)附着强度实验方法》标准测试镀层结合力。采用划格法测试630不锈钢银镀层的结合力，使用刀具，在630不锈钢银镀层表面进行横向纵向的划格，横纵分别划5条线，间隔为1.0mm，然后观察该银镀层，结果为630不锈钢上的银镀层无起皮脱落现象。热震法，将具有银镀层的630不锈钢放在300度的炉中加热2小时，在放入室温水中骤冷，观察银镀层，结果为630不锈钢上的银镀层无气泡，片状脱落现象。
对比试验实施例1一种提高不锈钢无氰镀银结合力的前处理方法
包括如下步骤：
1)将630不锈钢置于氢氧化钠80g/L，硅酸钠30g/L，磷酸三钠60g/L，硅酸钠13g/L，余量为水的除油液中，于90℃温度下，进行除油处理至除尽为止，流动水洗；
2)将除油后的630不锈钢置于成分为MK212A(硫酸铜)400ml/L，MK212B(络合剂HEDP)100ml/L，MK212C(晶粒细化剂2-硫脲嘧啶)60ml/L，余量为水的镀铜溶液中，在温度50℃，pH值9.2-10.0，电流密度为2A/dm2的条件下进行镀铜5min，流动水洗；
3)将630不锈钢置于成分为硫脲210g/L，硝酸银22g/L，余量为水的浸银溶液中，pH值1.0-2.0，室温下进行浸银处理110s，流动水洗，完成630不锈钢无氰镀银的前处理。
将完成无氰镀银前处理的630不锈钢置于成分为硝酸银50g/L，硫代硫酸铵250g/L，焦亚硫酸钾50g/L，余量为水的镀银溶液中，在pH值为5-6，电流密度0.5A/dm2，室温的条件下进行电镀银35min，得具有银镀层的630不锈钢。
利用电解式测厚仪测试银镀层的厚度为10μm。
根据GB/T5270-200X9《金属基体上覆盖层通(电沉积层和化学沉积层)附着强度实验方法》标准测试镀层结合力。采用划格法测试630不锈钢银镀层的结合力，使用刀具，在630不锈钢银镀层表面进行横向纵向的划格，横纵分别划5条线，间隔为1.0mm，然后观察该银镀层，结果为630不锈钢上的银镀层出现起皮脱落现象。热震法，将具有银镀层的630不锈钢放在300度的炉中加热2小时，在放入室温水中骤冷，观察银镀层，结果为630不锈钢上的银镀层出现气泡和片状脱落现象。
对比试验实施例2一种提高不锈钢无氰镀银结合力的前处理方法
包括如下步骤：
1)将630不锈钢置于氢氧化钠80g/L，硅酸钠30g/L，磷酸三钠60g/L，硅酸钠13g/L，余量为水的除油液中，于90℃温度下，进行除油处理至除尽为止，流动水洗；
2)将除油后的630不锈钢置于成分为MK212A(硫酸铜)400ml/L，MK212B(络合剂HEDP)100ml/L，MK212C(晶粒细化剂2-硫脲嘧啶)60ml/L，余量为水的镀铜溶液中，在温度50℃，pH值9.2-10.0，电流密度为2A/dm2的条件下进行镀铜5min，流动水洗；完成630不锈钢无氰镀银的前处理。
将完成无氰镀银前处理的630不锈钢置于成分为硝酸银50g/L，硫代硫酸铵250g/L，焦亚硫酸钾50g/L，余量为水的镀银溶液中，在pH值为5-6，电流密度0.5A/dm2，室温的条件下进行电镀银45min，得具有银镀层的630不锈钢。
利用电解式测厚仪测试银镀层的厚度为12μm。
根据GB/T5270-200X9《金属基体上覆盖层通(电沉积层和化学沉积层)附着强度实验方法》标准测试镀层结合力。采用划格法测试630不锈钢银镀层的结合力，使用刀具，在630不锈钢银镀层表面进行横向纵向的划格，横纵分别划5条线，间隔为1.0mm，然后观察该银镀层，结果为630不锈钢上的银镀层出现大面积的起皮脱落现象。热震法，将具有银镀层的630不锈钢放在300度的炉中加热2小时，在放入室温水中骤冷，观察银镀层，结果为630不锈钢上的银镀层出现很多气泡和片状脱落现象。

Claims (9)

1.一种提高不锈钢无氰镀银结合力的前处理方法，其特征在于包括如下步骤：
1)将不锈钢预镀件置于除油液中，于80-100℃温度下，进行除油处理至除尽为止，流动水洗；
2)将不锈钢预镀件置于槽液中，以不锈钢预镀件为阳极，镍板为阴极，对不锈钢预镀件进行阳极活化；转换阴阳极，以不锈钢预镀件为阴极，镍板为阳极，对不锈钢预镀件进行预镀镍，流动水洗；
3)将不锈钢预镀件置于无氰碱性镀铜溶液中，进行镀铜后，流动水洗；
4)将不锈钢预镀件置于浸银溶液中进行浸银处理，流动水洗。
2.根据权利要求1所述的一种提高不锈钢无氰镀银结合力的前处理方法，其特征在于，步骤1)中除油液为氢氧化钠60-100g/L，硅酸钠20-40g/L，磷酸三钠50-70g/L，硅酸钠10-15g/L，余量为水。
3.根据权利要求1所述的一种提高不锈钢无氰镀银结合力的前处理方法，其特征在于，步骤2)中槽液的成分为硫酸镍200-300g/L，浓盐酸110-130ml/L，余量为水。
4.根据权利要求1-3任一所述的一种提高不锈钢无氰镀银结合力的前处理方法，其特征在于，步骤2)对不锈钢预镀件进行阳极活化的条件为，阳极电流密度为0.2-0.3A/dm2，室温，活化时间3-6s。
5.根据权利要求1-3任一所述的一种提高不锈钢无氰镀银结合力的前处理方法，其特征在于，步骤2)对不锈钢预镀件进行预镀镍的条件为，阴极电流密度为3-4A/dm2，室温。
6.根据权利要求1所述的一种提高不锈钢无氰镀银结合力的前处理方法，其特征在于，步骤3)中镀铜溶液为
MK212A   硫酸铜                       300-500ml/L
MK212B   络合剂HEDP                   80-120ml/L
MK212C   晶粒细化剂2-硫脲嘧啶         40-80ml/L
余量为水；
镀铜条件为温度40-60℃，pH值9.2-10.0，电流密度为1-2A/dm2，时间3-6min。
7.根据权利要求1所述的一种提高不锈钢无氰镀银结合力的前处理方法，其特征在于，步骤4)浸银溶液为硫脲200-220g/L，硝酸银20-25g/L，余量为水；浸银条件为pH值1.0-2.0，室温，时间90-120s。
8.一种不锈钢无氰镀银方法，其特征在于，将经权利要求1-7所述的提高不锈钢无氰镀银结合力的前处理方法处理后的不锈钢镀件，置于镀银溶液中，进行电镀银。
9.根据权利要求8所述一种不锈钢无氰镀银方法，其特征在于，所述镀银溶液为硝酸银40-60g/L，硫代硫酸铵230-270g/L，焦亚硫酸钾40-60g/L，余量为水；镀银条件为电流密度0.3-0.7A/dm2，室温，pH值为5-6。
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