CN105297084B - 一种冷轧板三价铬电镀方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种冷轧板三价铬电镀方法，所述镀液的组成为：硫酸铬135‑145g/L，硫酸钠210‑230g/L，硫酸钾30‑40g/L，硫酸镁20‑30g/L，硼酸65‑75g/L，甲酸0.1‑0.3mol/L，草酸0.2‑0.4mol/L，柠檬酸钠0.3‑0.5mol/L，十二烷基硫酸钠0.001‑0.002mol/L，苯亚磺酸钠0.0015‑0.0025mol/L；γ‑甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷0.2‑0.4mol/L；二丁基二乙酸锡0.5‑0.7g/L；所述电镀工艺为：采用石墨阳极，工作温度约为50‑55℃，pH为3.5‑4.5，电流密度为22‑24A/dm2，电镀时间为60‑90分钟，搅拌器转速为100‑120转/分。

Description

一种冷轧板三价铬电镀方法
技术领域
本发明涉及电镀技术领域，尤其涉及一种冷轧板三价铬电镀方法。
背景技术
铬镀层因具有光亮、坚硬、抗变色、耐磨耐腐蚀性能良好等特点而在工业中应用极为广泛。长期以来镀铬工艺都是采用铬酸作为铬源的六价铬镀铬工艺。作为一种电镀工艺，六价铬电镀在技术上存在一些缺陷，如阴极效率极低；镀铬的分散和覆盖能力差；以及镀铬过程中不允许中间断电等等。更重要的是，六价铬是电镀工业中最严重、最难处理的污染源之一。
随着人们环保意识的增强，六价铬作为有害污染源在电镀工业中受到越来越严格的限制。世界卫生组织、美国、日本、欧洲等国家和地区对六价铬已经制定出严格的限制使用规定，如美国自1997年起将六价铬的排放标准由0.05mg/L改为0.01mg/L，并规定于2010年前禁止采用六价铬电镀工艺；欧洲议会和理事会颁布的《关于在电气电子设备中限制使用某些有害物质指令》也要求从2006年7月1日起，投放于市场的新电子和电气设备不得含有六价铬。而随着我国作为国际制造业中心地位的确立，我国的电镀业不仅要遵循国家环境保护法规关于六价铬排放的规定(Cr6+的排放不超过0.5mg/L)，还要面临国际商品交流中的绿色壁垒的挑战。
为了取代重污染的六价铬电镀，人们进行了许多研究，包括低浓度六价铬镀铬、合金代铬电镀和三价铬镀铬等。其中，三价铬镀铬工艺由于具有低毒、低污染等优点而在国外的发展很快，许多发达国家正逐步用三价铬镀铬工艺取代六价铬镀铬，国内近年来三价铬镀铬的研究也逐渐成为热点之一。
国内外三价铬镀铬的溶液体系繁多，主要有硫酸盐体系和氯化物体系，氯化物溶液体系三价铬镀液在电镀过程中阳极析出氯气难以回收处理，也会对环境造成污染；而采用硫酸盐溶液体系是一种清洁环保的生产工艺，具有极大的应用前景。但是，目前三价铬镀铬的方法普遍存在不能持续增厚的缺陷。例如中国专利CN1880512A公开了一种三价铬镀液体系，该电镀液用硫酸铬、硫酸钠、硼酸、硫酸铝、十二烷基硫酸钠、络合剂、稳定剂以一定比例构成，其余为水。其存在以下不足之处：一是采用静止镀液电镀，阴极附近pH升高过快，无法获得厚度超过5μm的镀层；二是镀液采用硫酸铝作为导电盐，由于其两性特点容易造成镀液稳定性差。
发明内容
本发明的目的在于提出一种冷轧板三价铬电镀方法，通过对镀液成分进行选择并对含量进行调整，取代六价铬，并且使得电镀层比现有技术的厚，并且结合力强，耐腐蚀性能好。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种冷轧板三价铬电镀方法，所述镀液的组成为：硫酸铬135-145g/L，硫酸钠210-230g/L，硫酸钾30-40g/L，硫酸镁20-30g/L，硼酸65-75g/L，甲酸0.1-0.3mol/L，草酸0.2-0.4mol/L，柠檬酸钠0.3-0.5mol/L，十二烷基硫酸钠0.001-0.002mol/L，苯亚磺酸钠0.0015-0.0025mol/L；γ-甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷0.2-0.4mol/L；二丁基二乙酸锡0.5-0.7g/L；所述电镀工艺为：采用石墨阳极，工作温度约为50-55℃，pH为3.5-4.5，电流密度为22-24A/dm2，电镀时间为60-90分钟，搅拌器转速为100-120转/分。
本发明具有如下有益效果：
1.本发明创造性的在镀液中增加了γ-甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷和二丁基二乙酸锡这两种组分，并确定了二者的适宜含量。经实践表明，增加这两种组分与不增加这两种组分的镀层对比，硬度提高10-18％，并且镀层孔隙率由原来的4孔/cm2降低到基本为0。取得了意料不到的技术效果。
2.本发明的镀层的厚度可达25-35μm，铬镀层常温下硬度可达720HV，经210-230℃处理后镀层硬度增至1530HV。采用Hull槽电镀实验(电流为3A)测试电解液的分散能力，得到的标准试片(长度10cm)光亮区范围为8-9cm。
3.本发明的镀铬工艺可替代六价铬，并且镀液是全硫酸盐体系，不含卤素化合物，是一种环境友好型镀液。
具体实施方式
实施例一
一种冷轧板三价铬电镀方法，所述镀液的组成为：硫酸铬135g/L，硫酸钠230g/L，硫酸钾30g/L，硫酸镁30g/L，硼酸65g/L，甲酸0.3mol/L，草酸0.2mol/L，柠檬酸钠0.5mol/L，十二烷基硫酸钠0.001mol/L，苯亚磺酸钠0.0025mol/L，γ-甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷0.2mol/L；二丁基二乙酸锡0.7g/L；所述电镀工艺为：采用石墨阳极，工作温度为50-55℃，pH为3.5-4.5，电流密度为22-24A/dm2，电镀时间为60分钟，搅拌器转速为120转/分。
实施例二
一种冷轧板三价铬电镀方法，所述镀液的组成为：硫酸铬145g/L，硫酸钠210g/L，硫酸钾40g/L，硫酸镁20g/L，硼酸75g/L，甲酸0.1mol/L，草酸0.4mol/L，柠檬酸钠0.3mol/L，十二烷基硫酸钠0.002mol/L，苯亚磺酸钠0.0015mol/L，γ-甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷0.4mol/L；二丁基二乙酸锡0.5g/L；所述电镀工艺为：采用石墨阳极，工作温度为50-55℃，pH为3.5-4.5，电流密度为22-24A/dm2，电镀时间为90分钟，搅拌器转速为100转/分。
实施例三
一种冷轧板三价铬电镀方法，所述镀液的组成为：硫酸铬140g/L，硫酸钠220g/L，硫酸钾35g/L，硫酸镁25g/L，硼酸70g/L，甲酸0.2mol/L，草酸0.3mol/L，柠檬酸钠0.4mol/L，十二烷基硫酸钠0.0015mol/L，苯亚磺酸钠0.0020mol/L，γ-甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷0.3mol/L；二丁基二乙酸锡0.6g/L；所述电镀工艺为：采用石墨阳极，工作温度为50-55℃，pH为3.5-4.5，电流密度为22-24A/dm2，电镀时间为75分钟，搅拌器转速为100-120转/分。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (1)

1.一种冷轧板三价铬电镀方法， 其特征在于，镀液的组成为：硫酸铬140g/L，硫酸钠220g/L，硫酸钾35g/L，硫酸镁25g/L，硼酸70g/L，甲酸0.2mol/L，草酸0.3mol/L，柠檬酸钠0.4mol/L，十二烷基硫酸钠0.0015mol/L，苯亚磺酸钠0.0020mol/L，γ-甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷0.3mol/L；二丁基二乙酸锡0.6g/L；所述电镀工艺为：采用石墨阳极，工作温度为50-55℃，pH为3.5-4.5，电流密度为22-24A/dm2，电镀时间为75分钟，搅拌器转速为100-120转/分；采用该方法电镀获得的铬镀层常温下硬度720HV，经210-230℃处理后镀层硬度1530HV。
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