CN104561948B - 一种环保型铝合金快速化学镀镍-磷添加剂 - Google Patents

一种环保型铝合金快速化学镀镍-磷添加剂 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种环保型铝合金快速化学镀镍-磷添加剂，由A、B、C、D四种成分组成，A组分：20-60mg/L氧化钇、20-60mg/L氧化镱、100-500mg/L四硼酸钠、20-40ml/L 1:1稀硫酸和余量的水；B组分：络合剂和余量的水；C组分：1-4mg/L硫酸铜、0.5-2mg/L酒石酸锑钾、1-5mg/L钼酸铵、4-10mg/L烯丙基碘和余量的水；D组分：中间体和余量的水，本发明的添加剂使镍-磷快速稳定沉积，施镀10分钟镀层厚度达到5.6-6.0μm，连续施镀1小时，厚度可达24.3-25.0μm，平均镀速超过24.3μm/h，镀层为非晶态，均匀致密，硬度高，耐蚀性优良。

Description

一种环保型铝合金快速化学镀镍-磷添加剂
技术领域
本发明涉及一种环保型铝合金快速化学镀镍-磷添加剂及其制备方法。
背景技术
近年来，随着我国电子行业、汽车制造业、航空航天业的迅速崛起，铝合金凭借其比强度高、加工性能好、制造成本低等优点被大量应用，比如电脑内外支撑板，手机插件，飞机侧翼、翼梁、蒙皮等。在这些服役环境下，就要求铝合金具有较好的耐蚀、耐磨、焊接性能，需要经过表面处理才可在工件表面得到具有一定厚度的镍-磷合金镀层。化学镀镍-磷作为一种新兴的表面处理技术，因其镀层质量好、耐蚀与耐磨性能优异，操作方便因而被广泛地应用在上述各大行业中。在化学镀镍-磷的镀液中，铅离子与镉离子起稳定作用，可保持镍-磷快速稳定沉积在基体表面，但对环境污染和人体伤害很大。近几年，国内化学镀镍-磷技术有很大提高，镀液基本不含铅、镉等有害化学物质，符合欧盟RoHS标准。
当前，国内化学镀镍-磷所存在的问题是效率不高，镍-磷沉积速度与镀液稳定性没有达到高效平衡，有一些是新液在施镀时前20分钟镀速较快，20分钟后镀速急剧下降，平均镀速较慢，镀层结合力不好，易脱落，镀液不稳定，在高温化学镀镍-磷时易发生自催化分解，有一些是镀液稳定，但镍-磷沉积速率过慢，一个施镀周期过长、效率不高。在这些情况下，人们期望获得一种对环境友好的、快速稳定的镀镍-磷添加剂，将其加入到镀液中，它不仅能使镀液中不含有害重金属离子，并且能提高化学镀镍-磷的速度，同时还能保证镀层的优异性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种环保型铝合金快速化学镀镍-磷添加剂。
本发明所采取的技术方案是：一种环保型铝合金快速化学镀镍-磷添加剂，其是由A、B、C、D四种基本成分组成，A组分包括以下浓度的原料：20-60mg/L氧化钇、20-60mg/L氧化镱、100-500mg/L四硼酸钠、20-40ml/L 的1:1稀硫酸和余量的水；B组分包括以下浓度的原料：2-8g/L DL-苹果酸、2-8g/L氨基丙酸、2-5g/L亚甲基丁二酸、0.5-2g/L乙二胺、20-50g/L乳酸和余量的水；C组分包括以下浓度的原料：1-4mg/L硫酸铜、0.5-2mg/L酒石酸锑钾、1-5mg/L钼酸铵、4-10mg/L烯丙基碘和余量的水；D组分包括以下浓度的原料：1-4mg/L双苯磺酰亚胺(BBI)、1-3mg/L的N, N-二乙基丙炔胺(DEP)、2-4mg/L乙烯基磺酸钠(VS)、1-4mg/L烯丙基磺酸钠(SAS) 和余量的水。
为了简化工艺流程，减少工艺步骤，降低成本提高效率，本发明中的A、B、C、D四种成分是分别独立配制成溶液的。可以将四组成分别配制成0.5-300g/L的浓缩液。每一个施镀周期，分别取0.5-8ml浓缩液A、B、C、D 混合成添加剂，加入一升镀液中即可。
本发明中A组成分主要起加速作用，B组成分主要起与主盐络合作用，C组分成主要起稳定镀液作用，D组成分主要起镀层光亮、整平与镀液抗杂作用。
本发明添加剂获得的镀层为高度非晶状态，且镀层致密均匀、平整光亮，镀层耐硝酸腐蚀的时间超过5分钟，符合特殊环境下工件耐蚀性能要求。
本发明具有以下收益效果：在化学镀镍-磷镀液中加入本添加剂后，镍-磷快速沉积且镀液保持稳定，施镀10分钟，镀层厚度就能达到5.6-6.0μm，硬度达到450-500HV，符合一般工件耐蚀性能、耐磨性能要求；镀液连续施镀1小时，镍-磷镀层厚度达到了24.3-25.0μm，平均镀速度超过了24.3μm/h，硬度达到500-600HV，符合特殊耐磨、焊接工件镀层厚度要求，具有良好的应用前景。
本发明添加剂不含有有害化学物质铅、镉等重金属离子，符合欧盟RoHS标准，属于环境友好型添加剂，对保护环境和人类健康有促进作用。
本发明提供一种环保型铝合金快速化学镀镍-磷添加剂，获得了较高的、稳定的化学镀镍-磷沉积速度，使镍-磷沉积速度与镀液稳定达到高效平衡的效果，提高了化学镀镍-磷工艺的效率，具有很好的应用前景。
附图说明
图1是应用本发明的添加剂的化学镀镍-磷镀液在试样上施镀10分钟后X射线衍射(XRD)图。
图2是应用本发明的添加剂的化学镀镍-磷镀液在试样上施镀10分钟后镀层表面电子扫描显微(SEM)图。
图3是应用本发明的添加剂的化学镀镍-磷镀液在试样上镀液连续施镀1小时后截面电子扫描显微(SEM)图。
具体实施方式
一种环保型铝合金快速化学镀镍-磷添加剂，其是由A、B、C、D四种组分组成，A组分包括以下浓度的原料：20-60mg/L氧化钇、20-60mg/L氧化镱、100-500mg/L四硼酸钠、20-40ml/L 的1:1稀硫酸和余量的水；B组分包括以下浓度的原料：2-8g/L DL-苹果酸、2-8g/L氨基丙酸、2-5g/L亚甲基丁二酸、0.5-2g/L乙二胺、20-50g/L乳酸和余量的水；C组分包括以下浓度的原料：1-4mg/L硫酸铜、0.5-2mg/L酒石酸锑钾、1-5mg/L钼酸铵、4-10mg/L烯丙基碘和余量的水；D组分包括以下浓度的原料：1-4mg/L双苯磺酰亚胺(BBI)、1-3mg/L的N, N-二乙基丙炔胺(DEP)、2-4mg/L乙烯基磺酸钠(VS)、1-4mg/L烯丙基磺酸钠(SAS) 和余量的水。
化学镀镍-磷溶液的工作温度是86-90℃，镀液pH值范围是4.5-5，可用氨水或20%氢氧化钠调整，镀液施镀的装载量为1-2.5dm2/L。
下面示出实施例与比较例来进一步说明本发明所述的添加剂。
实施例1。
添加剂的成分：A组分为30mg/L氧化钇、30mg/L氧化镱、300mg/L四硼酸钠、40ml/L 1:1稀硫酸；B组分为4g/L的DL-苹果酸、4g/L氨基丙酸、4g/L亚甲基丁二酸、2g/L乙二胺、40g/L乳酸；C组分为2mg/L硫酸铜、2mg/L酒石酸锑钾、2mg/L钼酸铵、6mg/L烯丙基碘；D组分为2mg/L双苯磺酰亚胺(BBI)、2mg/L的N, N-二乙基丙炔胺(DEP)、2mg/L乙烯基磺酸钠(VS)、2mg/L烯丙基磺酸钠(SAS)。
配置上述添加剂时，首先将A、B、C、D四组分配制成0.5-300g/L浓缩液，再按照浓缩液体积计算出各成分的量。第一组将分别称量好的氧化钇、氧化镱、1:1稀硫酸按顺序置于容器中，加热搅拌至溶解，再加入四硼酸钠，用去离子水稀释到所需体积得到浓缩液A；第二组将称量好的DL-苹果酸、氨基丙酸、亚甲基丁二酸、乙二胺、乳酸加入容器中，再加入去离子水到所需体积，均匀搅拌至溶解，得到浓缩液B；第三组先将称量好的酒石酸锑钾、钼酸铵、烯丙基碘置于容器中混合，加入少量去离子水溶解后，再向溶液中加入硫酸铜均匀搅拌至溶解，用去离子水稀释到所需体积得到浓缩液C；将称量好的BBI、DEP、VS、SAS混合加入容器中，再加入去离子水稀释到所需体积，均匀搅拌至溶解得到浓缩液D。应用到化学镀镍-磷溶液中，每一个施镀周期，分别取0.5-8ml浓缩液A、B、C、D 混合成添加剂，加入一升镀液中即可。
施镀液配方及操作条件：硫酸镍25g/L，次亚磷酸钠30g/L，无水乙酸钠15g/L，乳酸12ml/L，添加剂8ml/L(A 2ml/L、B 2ml/L、C 2ml/L、D 2ml/L)，镀液pH值为4.5，镀液温度86-90℃，装载量为1.5dm2/L。
镀液的配制：按照实际施镀液的体积，对应计算各种试剂所需用量，根据计算结果分别将各种试剂称量出来，加入去离子水使试剂完全溶解，粘稠的试剂要稀释成稀溶液。配制过程中要先将硫酸镍、无水乙酸钠、乳酸混合置于容器中，加入适量的去离子水均匀搅拌至溶解，再向溶液中加入称量准确并已溶解好的次亚磷酸钠溶液，控制加入水的量，要预留出镀液体积20%，用氨水或20%氢氧化钠调整镀液pH值至4.5，加入去离子水直至规定体积。
镀前预处理：除油(丙酮)—水洗—碱洗—水洗—浸锌—流水清洗。
施镀：将配好的镀液放入恒温水浴锅中加热至 88℃，用量筒分别量取已配好的浓缩液A、B、C、D混合成添加剂，加入镀液中。调整镀液pH值为4.5，再将前处理好的铝基试片做好标记，在镀液中央悬挂，开始施镀。
性能检测：施镀10分钟时，镀层表面平整光亮，镀层致密均匀，测得镀层厚度为5.91μm；镀层硬度达到450-500 HV，用配好的硝酸溶液测量其耐腐蚀性，镀层开始发黑时间超过5分钟；将试片加热至200℃保温2小时后水冷，反复5次表面没有起皮、脱皮现象，镀层结合力好。连续施镀1小时，镀层表面平整光亮，镀层致密均匀，测得镀层厚度为24.39μm，平均镀速为24.39μm/h；镀层硬度达到500-600 HV，用配好的硝酸溶液测量其耐腐蚀性，镀层开始发黑时间超过5分钟；将试片加热至200℃保温2小时后水冷，反复5次表面没有起皮、脱皮现象，镀层结合力好。
实施例2。
添加剂的成分：A组分为40mg/L氧化钇、20mg/L氧化镱、400mg/L四硼酸钠、35ml/L 1:1稀硫酸；B组分为3g/L的DL-苹果酸、2g/L氨基丙酸、3g/L亚甲基丁二酸、1.5g/L乙二胺、30g/L乳酸；C组分为1mg/L硫酸铜、1mg/L酒石酸锑钾、3mg/L钼酸铵、5mg/L烯丙基碘；D组分为3mg/L双苯磺酰亚胺(BBI)、1mg/L的N, N-二乙基丙炔胺(DEP)、2mg/L乙烯基磺酸钠(VS)、3mg/L烯丙基磺酸钠(SAS)。
配置上述添加剂时，首先将A、B、C、D四组分配制成0.5-300g/L浓缩液，再按照浓缩液体积计算出各成分的量。第一组将分别称量好的氧化钇、氧化镱、1:1稀硫酸按顺序置于容器中，加热搅拌至溶解，再加入四硼酸钠，用去离子水稀释到所需体积得到浓缩液A；第二组将称量好的DL-苹果酸、氨基丙酸、亚甲基丁二酸、乙二胺、乳酸加入容器中，加入去离子水到所需体积，均匀搅拌至溶解，得到浓缩液B；第三组先将称量好的酒石酸锑钾、钼酸铵、烯丙基碘置于容器中混合，加入少量去离子水，溶解后，再向溶液中加入硫酸铜均匀搅拌至溶解，用去离子水稀释到所需体积得到浓缩液C；将称量好的BBI、DEP、VS、SAS混合一起加入容器中，再加去离子水稀释到所需体积，均匀搅拌至溶解得到浓缩液D。应用到化学镀镍-磷溶液中，每一个施镀周期，分别取0.5-8ml浓缩液A、B、C、D 混合成添加剂，加入一升镀液中即可。
施镀液配方及操作条件：硫酸镍25g/L，次亚磷酸钠30g/L，无水乙酸钠15g/L，乳酸12ml/L，添加剂8ml/L(A 2.5ml/L、B 2.5ml/L、C 1.5ml/L、D 1.5ml/L)，镀液pH值为4.5，镀液温度86-90℃，装载量为1.5dm2/L。
镀液的配制：按照实际施镀液的体积，对应计算各种试剂所需用量，根据计算结果分别将各种试剂称量出来，加入去离子水使试剂完全溶解，粘稠的试剂要稀释成稀溶液。配制过程中要先将硫酸镍、无水乙酸钠、乳酸混合置于容器中，加入适量的去离子水均匀搅拌至溶解，再向溶液中加入称量准确并已溶解好的次亚磷酸钠溶液，控制加入水的量，要预留出镀液体积20%，用氨水或20%氢氧化钠调整镀液pH值至4.5，加入去离子水直至规定体积。
镀前预处理：除油(丙酮)—水洗—碱洗—水洗—浸锌—流水清洗。
施镀：将配好的镀液放入恒温水浴锅中加热至 88℃，用量筒分别量取已配好的添加剂，加入镀液中。调整镀液pH值为4.5，再将前处理好的铝基试片做好标记，在镀液中央悬挂，开始施镀。
性能检测：施镀10分钟时，镀层表面平整光亮，镀层致密均匀，测得镀层厚度为5.76μm；镀层硬度达到450-500 HV，用配好的硝酸溶液测量其耐腐蚀性，镀层开始发黑时间超过5分钟；将试片加热至200℃保温2小时后水冷，反复5次表面没有起皮、脱皮现象，镀层结合力好。连续施镀1小时，镀层表面平整光亮，镀层致密均匀，测得镀层厚度为24.56μm，平均镀速为24.56μm/h；镀层硬度达到500-600 HV，用配好的硝酸溶液测量其耐腐蚀性，镀层开始发黑时间超过5分钟；将试片加热至200℃保温2小时后水冷，反复5次表面没有起皮、脱皮现象，镀层结合力好。
实施例3。
添加剂的成分：A组分为20mg/L氧化钇、40mg/L氧化镱、500mg/L四硼酸钠、30ml/L 1:1稀硫酸；B组分为5g/L的DL-苹果酸、3g/L氨基丙酸、5g/L亚甲基丁二酸、0.5g/L乙二胺、50g/L乳酸；C组分为3mg/L硫酸铜、0.5mg/L酒石酸锑钾、4mg/L钼酸铵、5.5mg/L烯丙基碘；D组分为1mg/L双苯磺酰亚胺(BBI)、3mg/L的N, N-二乙基丙炔胺(DEP)、3mg/L乙烯基磺酸钠(VS)、1mg/L烯丙基磺酸钠(SAS)。
配置上述添加剂时，首先将A、B、C、D四组分配制成0.5-300g/L浓缩液，再按照浓缩液体积计算出各成分的量。第一组将分别将称量好的氧化钇、氧化镱、1:1稀硫酸按顺序置于容器中，加热搅拌至溶解，再加入四硼酸钠，用去离子水稀释到所需体积得到浓缩液A；第二组将称量好的DL-苹果酸、氨基丙酸、亚甲基丁二酸、乙二胺、乳酸加入容器中，加入去离子水到所需体积，均匀搅拌至溶解，得到浓缩液B；第三组先将称量好的酒石酸锑钾、钼酸铵、烯丙基碘置于容器中混合，加入少量去离子水，溶解后，再向溶液中加入硫酸铜均匀搅拌至溶解，用去离子水稀释到所需体积得到浓缩液C；将称量好的BBI、DEP、VS、SAS混合一起加入容器中，再加去离子水稀释到所需体积，均匀搅拌至溶解得到浓缩液D。应用到化学镀镍-磷溶液中，每一个施镀周期，分别取0.5-8ml浓缩液A、B、C、D 混合成添加剂，加入一升镀液中即可。
施镀液配方及操作条件：硫酸镍25g/L，次亚磷酸钠30g/L，无水乙酸钠15g/L，乳酸12ml/L，添加剂8ml/L(A 1.5ml/L、B1.5ml/L、C 2.5ml/L、D 2.5ml/L)，镀液pH值为4.5，镀液温度86-90℃，装载量为1.5dm2/L。
镀液的配制：按照实际施镀液的体积，对应计算各种试剂所需用量，根据计算结果分别将各种试剂称量出来，加入去离子水使试剂完全溶解，粘稠的试剂要稀释成稀溶液。配制过程中要先将硫酸镍、无水乙酸钠、乳酸混合置于容器中，加入适量的去离子水均匀搅拌至溶解，再向溶液中加入称量准确并已溶解好的次亚磷酸钠溶液，控制加入水的量，要预留出镀液体积20%，用氨水或20%氢氧化钠调整镀液pH值至4.5，加入去离子水直至规定体积。
镀前预处理：除油(丙酮)—水洗—碱洗—水洗—浸锌—流水清洗。
施镀：将配好的镀液放入恒温水浴锅中加热至 88℃，用量筒分别量取已配好的添加剂，加入镀液中。调整镀液pH值为4.5，再将前处理好的铝基试片做好标记，在镀液中央悬挂，开始施镀。
性能检测：施镀10分钟时，镀层表面平整光亮，镀层致密均匀，测得镀层厚度为5.64μm；镀层硬度达到450-500 HV，用配好的硝酸溶液测量其耐腐蚀性，镀层开始发黑时间超过5分钟；将试片加热至200℃保温2小时后水冷，反复5次表面没有起皮、脱皮现象，镀层结合力好。连续施镀1小时，镀层表面平整光亮，镀层致密均匀，测得镀层厚度为24.34μm，平均镀速为24.34μm/h；镀层硬度达到500-600 HV，用配好的硝酸溶液测量其耐腐蚀性，镀层开始发黑时间超过5分钟；将试片加热至200℃保温2小时后水冷，反复5次表面没有起皮、脱皮现象，镀层结合力好。
实施例4。
添加剂的成分：A组分为45mg/L氧化钇、25mg/L氧化镱、350mg/L四硼酸钠、40ml/L 1:1稀硫酸；B组分为2g/L的DL-苹果酸、5g/L氨基丙酸、4g/L亚甲基丁二酸、1g/L乙二胺、45g/L乳酸；C组分为2.5mg/L硫酸铜、1.5mg/L酒石酸锑钾、3.5mg/L钼酸铵、6.5mg/L烯丙基碘；D组分为2.5mg/L双苯磺酰亚胺(BBI)、2.5mg/L的N, N-二乙基丙炔胺(DEP)、2.5mg/L乙烯基磺酸钠(VS)、2.5mg/L烯丙基磺酸钠(SAS)。
配置上述添加剂时，首先将A、B、C、D四组分配制成0.5-300g/L浓缩液，再按照浓缩液体积计算出各成分的量。第一组将分别称量好的氧化钇、氧化镱、1:1稀硫酸按顺序置于容器中，加热搅拌至溶解到一起，再加入四硼酸钠，用去离子水稀释到所需体积得到浓缩液A；第二组将称量好的DL-苹果酸、氨基丙酸、亚甲基丁二酸、乙二胺、乳酸加入容器中，加入去离子水到所需体积，均匀搅拌至溶解，得到浓缩液B；第三组先将称量好的酒石酸锑钾、钼酸铵、烯丙基碘置于容器中混合一起，加入少量去离子水，溶解后，再向溶液中加入硫酸铜均匀搅拌至溶解，用去离子水稀释到所需体积得到浓缩液C；将称量好的BBI、DEP、VS、SAS混合一起加入容器中，再加去离子水稀释到所需体积，均匀搅拌至溶解得到浓缩液D。应用到化学镀镍-磷溶液中，每一个施镀周期，分别取0.5-8ml浓缩液A、B、C、D 混合成添加剂，加入一升镀液中即可。
施镀液配方及操作条件：硫酸镍25g/L，次亚磷酸钠30g/L，无水乙酸钠15g/L，乳酸12ml/L，添加剂8ml/L(A 3ml/L、B 3ml/L、C 1ml/L、D 1ml/L)，镀液pH值为4.5，镀液温度86-90℃，装载量为1.5dm2/L。
镀液的配制：按照实际施镀液的体积，对应计算各种试剂所需用量，根据计算结果分别将各种试剂称量出来，加入去离子水使试剂完全溶解，粘稠的试剂要稀释成稀溶液。配制过程中要先将硫酸镍、无水乙酸钠、乳酸、混合置于容器中，加入适量的去离子水均匀搅拌至溶解，再向溶液中加入称量准确并已溶解好的次亚磷酸钠溶液，控制加入水的量，要预留出镀液体积20%，用氨水或20%氢氧化钠调整镀液pH值至4.5，加入去离子水直至规定体积。
镀前预处理：除油(丙酮)—水洗—碱洗—水洗—浸锌—流水清洗。
施镀：将配好的镀液放入恒温水浴锅中加热至 88℃，用量筒分别量取已配好的浓缩液A、B、C、D混合成添加剂，加入镀液中。调整镀液pH值为4.5，再将前处理好的铝基试片做好标记，在镀液中央悬挂，开始施镀。
性能检测：施镀10分钟时，镀层表面平整光亮，镀层致密均匀，测得镀层厚度为5.78μm；镀层硬度达到450-500 HV，用配好的硝酸溶液测量其耐腐蚀性，镀层开始发黑时间超过5分钟；将试片加热至200℃保温2小时后水冷，反复5次表面没有起皮、脱皮现象，镀层结合力好。连续施镀1小时，镀层表面平整光亮，镀层致密均匀，测得镀层厚度为24.51μm，平均镀速为24.51μm/h；镀层硬度达到500-600 HV，用配好的硝酸溶液测量其耐腐蚀性，镀层开始发黑时间超过5分钟；将试片加热至200℃保温2小时后水冷，反复5次表面没有起皮、脱皮现象，镀层结合力好。
比较例1。
添加剂的成分：A组分为3mg/L纳米铜和硫酸铜的混合物、3mg/L硫酸铼、3mg/L丙烯基磺酸钠(ALS)；B组分为4g/L的DL-苹果酸、10g/L丙酸、4g/L丁二酸、4g/L柠檬酸、45g/L乳酸；C组分为1mg/L二氧化碲、4mg/L柠檬酸铋、3mg/L碘酸钾、5mg/L硫脲；D组分为2.5mg/L双苯磺酰亚胺(BBI)、2.5mg/L的N, N-二乙基丙炔胺(DEP)、2.5mg/L羟甲基磺酸钠(PN)、2.5mg/L丁炔二醇二乙氧基醚(BEO)。
添加剂的配制：首先将A、B、C、D四组成分配制成0.5-300g/L浓缩液，再按照浓缩液体积计算出各成分的量。第一组按顺序分别将称量好的纳米铜、硫酸铜、硫酸铼、丙烯基磺酸钠置于容器中加入适量的水搅拌至溶解，再用去离子水稀释到所需体积得到浓缩液A；第二组将称量好的DL-苹果酸、丙酸、丁二酸、柠檬酸、乳酸加入容器中，加入去离子水到所需体积，均匀搅拌至溶解得到浓缩液B；第三组先将称量好的碘酸钾、硫脲置于容器中混合，加入少量去离子水，进行硫化，再向溶液中分别加入二氧化碲、柠檬酸铋均匀搅拌至溶解，用去离子水稀释到所需体积得到浓缩液C；将称量好的BBI、DEP、PN、BEO混合一起加入容器中，再加去离子水稀释到所需体积，均匀搅拌至溶解得到浓缩液D。应用到化学镀镍-磷溶液中，每一个施镀周期，分别取0.5-8ml浓缩液A、B、C、D 混合成添加剂，加入一升镀液中即可。
施镀液配方及操作条件：硫酸镍25g/L，次亚磷酸钠30g/L，无水乙酸钠15g/L，乳酸12ml/L，添加剂8ml/L(A 2ml/L、B 2ml/L、C 2ml/L、D 2ml/L)，镀液pH值为4.5，镀液温度86-90℃，装载量为1.5dm2/L。
镀液的配制：按照实际施镀液的体积，对应计算各种试剂所需用量，根据计算结果分别将各种试剂称量出来，加入去离子水使试剂完全溶解，粘稠的试剂要稀释成稀溶液。配制过程中要先将硫酸镍、无水乙酸钠、乳酸、混合置于容器中，加入适量的去离子水均匀搅拌至溶解，再向溶液中加入称量准确并已溶解好的次亚磷酸钠溶液，控制加入水的量，要预留出镀液体积20%，用氨水或20%氢氧化钠调整镀液pH值至4.5，加入去离子水直至规定体积。
镀前预处理：除油(丙酮)—水洗—碱洗—水洗—浸锌—流水清洗。
施镀：将配好的镀液放入恒温水浴锅中加热至 88℃，用量筒分别量取已配好的浓缩液A、B、C、D混合成添加剂，加入镀液中。调整镀液pH值为4.5，再将前处理好的铝基试片做好标记，在镀液中央悬挂，开始施镀。
性能检测：施镀10分钟时，镀层表面平整光亮，镀层致密均匀，测得镀层厚度为3.15μm；镀层硬度达到400-450 HV，用配好的硝酸溶液测量其耐腐蚀性，镀层开始发黑时间超过5分钟；将试片加热至200℃保温2小时后水冷，反复5次表面有少量起皮、脱皮现象，镀层结合力不好。连续施镀1小时，镀层表面平整光亮，镀层致密均匀，测得镀层厚度为15.67μm，平均镀速为15.67μm/h；镀层硬度达到450-550 HV，用配好的硝酸溶液测量其耐腐蚀性，镀层开始发黑时间超过5分钟；将试片加热至200℃保温2小时后水冷，反复5次表面有少量起皮、脱皮现象，镀层结合力不好。
比较例1获得的镍-磷镀层结合力不好，镀速较慢，明显比实施例1、实施例2、实施例3、实施例4在相同施镀时间下所获得镀层的厚度薄很多、硬度低很多。
比较例2。
添加剂的成分：A组分为3mg/L硫酸铜、3mg/L硫酸铈；B组分为2g/L酒石酸、20g/L柠檬酸；C组分为4mg/L钼酸铵；D组分为2.5mg/L丙炔醇丙氧基化合物(PAP)、2.5mg/L的N, N-二乙基丙炔胺(DEP)、2.5mg/L丙烷磺酸吡啶嗡盐(PPS)、2.5mg/L苯并三氮唑(BTA)。
添加剂的配制：首先将A、B、C、D四组成分配制成0.5-300g/L浓缩液，再按照浓缩液体积计算出各成分的量。第一组按顺序分别将称量好的硫酸铜、硫酸铈置于容器中加入适量水搅拌至溶解，再用去离子水稀释到所需体积得到浓缩液A；第二组将称量好的酒石酸、柠檬酸加入容器中，加入去离子水到所需体积，均匀搅拌至溶解得到浓缩液B；第三组先将称量好的钼酸铵置于容器中，加入所需体积的水得到浓缩液C；将称量好的PAP、DEP、PPS、BTA混合一起加入容器中，再加去离子水稀释到所需体积，均匀搅拌至溶解得到浓缩液D。应用到化学镀镍-磷溶液中，每一个施镀周期，分别取0.5-8ml浓缩液A、B、C、D 混合成添加剂，加入一升镀液中即可。
施镀液配方及操作条件：硫酸镍25g/L，次亚磷酸钠30g/L，无水乙酸钠15g/L，乳酸12ml/L，添加剂8ml/L(A 2ml/L、B 2ml/L、C 2ml/L、D 2ml/L)，镀液pH值为4.5，镀液温度86-90℃，装载量为1.5dm2/L。
镀液的配制：按照实际施镀液的体积，对应计算各种试剂所需用量，根据计算结果分别将各种试剂称量出来，加入去离子水使试剂完全溶解，粘稠的试剂要稀释成稀溶液。配制过程中要先将硫酸镍、无水乙酸钠、乳酸、混合置于容器中，加入适量的去离子水均匀搅拌至溶解，再向溶液中加入称量准确并已溶解好的次亚磷酸钠溶液，控制加入水的量，要预留出镀液体积20%，用氨水或20%氢氧化钠调整镀液pH值至4.5，加入去离子水直至规定体积。
镀前预处理：除油(丙酮)—水洗—碱洗—水洗—浸锌—流水清洗。
施镀：将配好的镀液放入恒温水浴锅中加热至 88℃，用量筒分别量取已配好的浓缩液A、B、C、D混合成添加剂，加入镀液中。调整镀液pH值为4.5，再将前处理好的铝基试片做好标记，在镀液中央悬挂，开始施镀。
性能检测：施镀10分钟时，镀层表面平整光亮，镀层致密均匀，测得镀层厚度为2.87μm；镀层硬度达到350-400 HV，用配好的硝酸溶液测量其耐腐蚀性，镀层开始发黑时间超过5分钟；将试片加热至200℃保温2小时后水冷，反复5次表面有少量起皮、脱皮现象，镀层结合力不好。连续施镀1小时，镀层表面平整光亮，镀层致密均匀，测得镀层厚度为12.44μm，平均镀速为12.44μm/h；镀层硬度达到400-500HV，用配好的硝酸溶液测量其耐腐蚀性，镀层开始发黑时间超过5分钟；将试片加热至200℃保温2小时后水冷，反复5次表面有少量起皮、脱皮现象，镀层结合力不好。
比较例2获得的镍-磷镀层结合力不好，镀速较慢，明显比实施例1、实施例2、实施例3、实施例4在相同施镀时间下所获得镀层的厚度薄很多、硬度低很多。
从图1可以看出，本发明的添加剂应用到化学镀镍-磷镀液中，施镀10分钟，获得镍-磷镀层在X射线衍射下，镀层在2θ≈45°的位置出现了漫反射的宽波峰，镀层为非晶态结构。
从图2可以看出，本发明的添加剂应用到化学镀镍-磷镀液中，施镀10分钟，获得镍-磷镀层在放大1500倍的条件下，镀层平整、均匀致密、没有孔隙。
从图3可以看出，本发明的添加剂应用到化学镀镍-磷镀液中，连续施镀1小时，获得镍-磷镀层厚度达到24.34-24.84μm，平均镀速超过了24.34μm/h。

Claims (3)

1.一种环保型铝合金快速化学镀镍-磷添加剂，其特征在于：其是由A、B、C、D四种组分组成，A组分包括以下浓度的原料：20-60mg/L氧化钇、20-60mg/L氧化镱、100-500mg/L四硼酸钠、20-40ml/L 1:1稀硫酸和余量的水；B组分包括以下浓度的原料：2-8g/L DL-苹果酸、2-8g/L氨基丙酸、2-5g/L亚甲基丁二酸、0.5-2g/L乙二胺、20-50g/L乳酸和余量的水；C组分包括以下浓度的原料：1-4mg/L硫酸铜、0.5-2mg/L酒石酸锑钾、1-5mg/L钼酸铵、4-10mg/L烯丙基碘和余量的水；D组分包括以下浓度的原料：1-4mg/L双苯磺酰亚胺(BBI)、1-3mg/L的N, N-二乙基丙炔胺(DEP)、2-4mg/L乙烯基磺酸钠(VS)、1-4mg/L烯丙基磺酸钠(SAS) 和余量的水。
2.根据权利要求1所述的一种环保型铝合金快速化学镀镍-磷添加剂，其特征在于：A、B、C、D四种组分是分别独立配制成溶液的，将四组成分别配制成0.5-300g/L的浓缩液，每一个施镀周期，分别取0.5-8ml浓缩液A、B、C、D 混合成添加剂，加入一升镀液中即可。
3.根据权利要求1所述的一种环保型铝合金快速化学镀镍-磷添加剂，其特征在于：A组成分主要起加速作用，B组成分主要起与主盐络合作用，C组分成主要起稳定镀液作用，D组成分主要起镀层光亮、整平与镀液抗杂作用。
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