CN104562106A - 无氰低锡合金套铬代镍镀液及工艺 - Google Patents

无氰低锡合金套铬代镍镀液及工艺 Download PDF

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吴耀程
曾振欧
刘松
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Abstract

本发明公开了一种无氰低锡合金套铬代镍镀液及其工艺，其特征在于，它的组分包括焦磷酸盐200g/L-300g/L、铜盐18-25g/L、锡盐1.0-3.0g/L、添加剂0.8-1.2mL/L，稳定剂15-25g/L。本发明通过优选添加剂，改变低锡合金镀层表面光亮效果，从而达到无需抛光直接套铬代镍，镀液绿色环保，组成简单，所获得铜锡/铬组合的防护装饰镀层其防蚀效果还优于铜/镍/铬组合镀层，是一种优良的代镍、节镍镀层。

Description

无氰低锡合金套铬代镍镀液及工艺
技术领域
本发明涉及无氰低锡合金套铬代镍技术领域，更具体的是涉及一种无氰铜锡合金套铬代镍镀液。
背景技术
铜锡合金套铬镀层优良的抗蚀性，已在我国装饰性电镀领域中广泛应用证明。但是，过去的电镀铜-锡合金工艺，只能获得无光的镀层，镀后必须抛光，不能再自动线上一步法生产，所以为了实现光亮电镀，电镀工作者进行了大量研究，也取得过一些成绩，例如采用二价锡盐的氰化镀液，可镀出比较光亮的铜-锡合金镀层。可是，氰化物镀液有毒，既危害社会环境，又危害工作人员的身体健康，因而未能在行业中大规模应用。
无氰低锡铜锡电镀层具有孔隙率小,韧性好、容易抛光和耐蚀性好等优点,虽一般作为防护装饰性镀层的底层,经过机械抛光后套铬。因此,它是一种优良的代镍、节镍镀层，已广泛用于轻工、机械和仪器仪表等工业。但由于低锡铜锡合金镀层作为底层需经机械抛光后才能套铬,一般经抛光后镀层厚度消耗近1/3,造成很大材料浪费,而且抛光工序劳动强度大,粉尘污染严重,生产效率低,不适用于自动线生产。为了解决上述问题,研制一种新型添加剂的光亮铜锡合金电镀新工艺,获得的光亮低锡铜锡合金镀层无需机械抛光可直接套铬或镀薄镍后套铬,节约了镍,降低了成本并提高了生产效率,适用于自动线生产。
发明内容
本发明的目的就是为了解决现有技术之不足而提供的一种无需机械抛光，节约了镍,降低了成本并提高了生产效率,适用于自动线生产的无氰低锡合金套铬代镍镀液。
本发明的另一目的是提供一种无氰低锡合金套铬代镍工艺。
本发明是采用如下技术解决方案来实现上述目的：一种无氰低锡合金套铬代镍镀液，其特征在于，它的组分包括焦磷酸盐200g/L-300g/L、铜盐18-25g/L、锡盐1.0-3.0g/L、添加剂0.8-1.2mL/L，稳定剂15-25g/L。
作为上述方案的进一步说明，所述的焦磷酸盐为焦磷酸钾、焦磷酸钠中的一种。
所述铜盐为氯化铜、硫酸铜、甲磺酸铜、氨基磺酸铜、焦磷酸铜中的一种。
所述锡盐为氯化亚锡、焦磷酸亚锡、硫酸亚锡、烷基磺酸亚锡中的一种。
所述添加剂为乙二胺，二甲氨基丙烷、异丙醇胺、二亚乙基三胺、1,2-丙二胺、六亚甲基四胺、环氧氯乙烷中的至少两种。
所述稳定剂为柠檬酸钾钠、邻苯二酚、间苯二酚、对苯二酚、柠檬酸、氨三乙酸、抗坏血酸中的一种。
一种无氰低锡合金套铬代镍工艺，其特征在于，它包括如下步骤：
a、按所述配方将焦磷酸钾溶于去离子水中，用磁力搅拌器搅拌直至澄清；用电子天平称取焦磷酸铜和焦磷酸亚锡，依次加入上述焦磷酸钾溶液中，搅拌直至溶解，得到混合溶液A；
b、称取柠檬酸放入烧杯中，加入去离子水，用磁力搅拌器搅拌直至澄清，将完全溶解的柠檬酸溶液加入上述的混合溶液A中,混合均匀，用磷酸或氢氧化钾调节溶液pH为8.7-9.0；在容量瓶中加去离子水定容，得到低锡合金电镀液；
c、将步骤b配制的低锡合金电镀液倒入方槽中，以磷铜为阳极，打磨抛光后的黄铜片为阴极，电流为0.56A，通气搅拌，电镀15-25min得到低锡合金镀层；清水冲洗干净，以镀好的铜锡合金镀层为阴极，不溶性阳极为阳极置于镀铬电镀液中，电流密度为1.0A/dm2,电镀时间1-5min得到铜锡/铬混合镀层。
作为上述方案的进一步说明，在所述工艺步骤a中，是将200g焦磷酸钾溶于800mL去离子水中，用磁力搅拌器搅拌直至澄清；用电子天平称取20g焦磷酸铜和2g焦磷酸亚锡，依次加入上述焦磷酸钾溶液中，搅拌直至溶解，得到混合溶液A。
在所述工艺步骤b中，是称取15g柠檬酸放入烧杯中，加入去离子水，用磁力搅拌器搅拌直至澄清，将完全溶解的柠檬酸溶液加入上述的混合溶液1中,混合均匀，用磷酸或氢氧化钾调节溶液pH为8.7-9.0；在1L容量瓶中加去离子水定容，得到低锡合金电镀液1L。
在所述工艺步骤c中，是将配制的低锡合金电镀液倒入1.5L方槽中，以磷铜为阳极，打磨抛光后的黄铜片为阴极，电流为0.56A，通气搅拌，电镀20min得到低锡合金镀层；清水冲洗干净，以镀好的铜锡合金镀层为阴极，不溶性阳极为阳极置于1L镀铬电镀液中，电流密度为1.0A/dm2,电镀时间3min得到铜锡/铬混合镀层。
本发明采用上述技术解决方案所能达到的有益效果是：
1、本发明通过优选添加剂，改变低锡合金镀层表面光亮效果，从而达到无需抛光直接套铬代镍。
2、本发明采用的镀液为焦磷酸盐溶液体系，无毒，清洁环保，组成简单，；所用原料易得，成本低；提供的镀液光亮效果好，电镀20min可达到镜面光亮效果；本发明提供的镀液阴极电流密度范围宽；镀液所获得铜锡/铬组合的防护装饰镀层其防蚀效果还优于铜/镍/铬组合镀层。
附图说明
图1为实施例1所得试片镀层的扫描电子显微镜照片；
图2为实施例1所得试片镀层的金相显微镜图。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明的具体实施方案作进一步的详述。
本发明是一种新型的低锡合金套铬镀液，它的组分包括焦磷酸盐200g/L-300g/L、铜盐18-25g/L、锡盐1.0-3.0g/L、添加剂0.8-1.2mL/L，稳定剂15-25g/L。；本发明通过优选添加剂，改变低锡合金镀层表面光亮效果，从而达到无需抛光直接套铬代镍。
所述的焦磷酸盐为焦磷酸钾、焦磷酸钠中的一种；铜盐为氯化铜、硫酸铜、甲磺酸铜、氨基磺酸铜、焦磷酸铜中的一种；锡盐为氯化亚锡、焦磷酸亚锡、硫酸亚锡、烷基磺酸亚锡中的一种；添加剂为乙二胺，二甲氨基丙烷、异丙醇胺、二亚乙基三胺、1,2-丙二胺、六亚甲基四胺、环氧氯乙烷中的至少两种；稳定剂为柠檬酸钾钠、邻苯二酚、间苯二酚、对苯二酚、柠檬酸、氨三乙酸、抗坏血酸中的一种。
本发明其工作温度为25-35℃；工作pH值8.5-9.0，使用磷酸，氢氧化钾或氢氧化钠进行调节。
实施例1
本实施例使用本发明的无氰低锡合金套铬代镍，其操作过程如下：
1、将200g焦磷酸钾溶于800mL去离子水中，用磁力搅拌器搅拌直至澄清；用电子天平称取20g焦磷酸铜和2g焦磷酸亚锡，依次加入上述焦磷酸钾溶液中，搅拌直至溶解，得到混合溶液1；
2、称取15g柠檬酸放入烧杯中，加入去离子水，用磁力搅拌器搅拌直至澄清，将完全溶解的柠檬酸溶液加入上述的混合溶液1中,混合均匀，用磷酸或氢氧化钾调节溶液pH为8.7-9.0；在1L容量瓶中加去离子水定容，得到低锡合金电镀液1L；
3、将上述配制的低锡合金电镀液倒入1.5L方槽中，以磷铜为阳极，打磨抛光后的黄铜片为阴极，电流为0.56A，通气搅拌，电镀20min得到全光亮低锡合金镀层。清水冲洗干净，以镀好的铜锡合金镀层为阴极，不溶性阳极为阳极置于1L镀铬电镀液中，电流密度为1.0A/dm2,电镀时间3min所得到铜锡/铬混合镀层。所得到的镀层使用JSM-6510扫描电子显微镜观察其表面形貌，扫描电子显微镜照片见图1，其倍数为1000倍。图2为200倍的金相显微形貌图。
4、将镀好的铜锡/铬混合镀层与同等厚度的铜/镍镀层进行酸性盐雾实验，对其耐蚀性能进行研究。结果表明，铜锡/铬混合镀层耐蚀时间为50h，铜/镍镀层耐蚀时间为40h。铜锡/铬混合镀层的防护装饰镀层其防蚀效果还优于铜/镍/铬组合镀层。因此,它是一种优良的代镍、节镍镀层。
实施例2
本实施例使用本发明的无氰低锡合金套铬代镍，其操作过程如下：
1、将220g焦磷酸钠溶于800mL去离子水中，用磁力搅拌器搅拌直至澄清；用电子天平称取22g焦磷酸钠和1.5g焦磷酸亚锡，依次加入上述焦磷酸钾溶液中，搅拌直至溶解，得到混合溶液A；
2、称取16g柠檬酸放入烧杯中，加入去离子水，用磁力搅拌器搅拌直至澄清，将完全溶解的柠檬酸溶液加入上述的混合溶液A中,混合均匀，用磷酸或氢氧化钾调节溶液pH为8.7-9.0；在1L容量瓶中加去离子水定容，得到低锡合金电镀液1L；
3、将上述配制的低锡合金电镀液倒入1.5L方槽中，以磷铜为阳极，打磨抛光后的黄铜片为阴极，电流为0.56A，通气搅拌，电镀22min得到全光亮低锡合金镀层。清水冲洗干净，以镀好的铜锡合金镀层为阴极，不溶性阳极为阳极置于1L镀铬电镀液中，电流密度为1.0A/dm2,电镀时间4min得到铜锡/铬混合镀层。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种无氰低锡合金套铬代镍镀液，其特征在于，它的组分包括焦磷酸盐200g/L-300g/L、铜盐18-25g/L、锡盐1.0-3.0g/L、添加剂0.8-1.2mL/L，稳定剂15-25g/L。
2.根据权利要求1所述的无氰低锡合金套铬代镍镀液，其特征在于，所述的焦磷酸盐为焦磷酸钾、焦磷酸钠中的一种。
3.根据权利要求1所述的无氰低锡合金套铬代镍镀液，其特征在于，所述铜盐为氯化铜、硫酸铜、甲磺酸铜、氨基磺酸铜、焦磷酸铜中的一种。
4.根据权利要求1所述的无氰低锡合金套铬代镍镀液，其特征在于，所述锡盐为氯化亚锡、焦磷酸亚锡、硫酸亚锡、烷基磺酸亚锡中的一种。
5.根据权利要求1所述的无氰低锡合金套铬代镍镀液，其特征在于，所述添加剂为乙二胺，二甲氨基丙烷、异丙醇胺、二亚乙基三胺、1,2-丙二胺、六亚甲基四胺、环氧氯乙烷中的至少两种。
6.根据权利要求1所述的无氰低锡合金套铬代镍镀液，其特征在于，所述稳定剂为柠檬酸钾钠、邻苯二酚、间苯二酚、对苯二酚、柠檬酸、氨三乙酸、抗坏血酸中的一种。
7.一种如权利要求1-6任一一项所述的无氰低锡合金套铬代镍工艺，其特征在于，它包括如下步骤：
a、按所述配方将焦磷酸钾溶于去离子水中，用磁力搅拌器搅拌直至澄清；用电子天平称取焦磷酸铜和焦磷酸亚锡，依次加入上述焦磷酸钾溶液中，搅拌直至溶解，得到混合溶液A；
b、称取柠檬酸放入烧杯中，加入去离子水，用磁力搅拌器搅拌直至澄清，将完全溶解的柠檬酸溶液加入上述的混合溶液A中,混合均匀，用磷酸或氢氧化钾调节溶液pH为8.7-9.0；在容量瓶中加去离子水定容，得到低锡合金电镀液；
c、将步骤b配制的低锡合金电镀液倒入方槽中，以磷铜为阳极，打磨抛光后的黄铜片为阴极，电流为0.56A，通气搅拌，电镀15-25min得到低锡合金镀层；清水冲洗干净，以镀好的铜锡合金镀层为阴极，不溶性阳极为阳极置于镀铬电镀液中，电流密度为1.0A/dm2,电镀时间1-5min得到铜锡/铬混合镀层。
8.根据权利要求7所述的无氰低锡合金套铬代镍工艺，其特征在于，在所述工艺步骤a中，是将200g焦磷酸钾溶于800mL去离子水中，用磁力搅拌器搅拌直至澄清；用电子天平称取20g焦磷酸铜和2g焦磷酸亚锡，依次加入上述焦磷酸钾溶液中，搅拌直至溶解，得到混合溶液A。
9.根据权利要求7所述的无氰低锡合金套铬代镍工艺，其特征在于，在所述工艺步骤b中，是称取15g柠檬酸放入烧杯中，加入去离子水，用磁力搅拌器搅拌直至澄清，将完全溶解的柠檬酸溶液加入上述的混合溶液1中,混合均匀，用磷酸或氢氧化钾调节溶液pH为8.7-9.0；在1L容量瓶中加去离子水定容，得到低锡合金电镀液1L。
10.根据权利要求7所述的无氰低锡合金套铬代镍工艺，其特征在于，在所述工艺步骤c中，是将配制的低锡合金电镀液倒入1.5L方槽中，以磷铜为阳极，打磨抛光后的黄铜片为阴极，电流为0.56A，通气搅拌，电镀20min得到低锡合金镀层；清水冲洗干净，以镀好的铜锡合金镀层为阴极，不溶性阳极为阳极置于1L镀铬电镀液中，电流密度为1.0A/dm2,电镀时间3min得到铜锡/铬混合镀层。
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