CN105463524A - 一种无氰镀银电镀液的电镀方法 - Google Patents

一种无氰镀银电镀液的电镀方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种无氰镀银电镀液的电镀方法，包括以下步骤：首先配制无氰镀银电镀液，待镀工件预处理后先进性预镀，然后在进行施镀，在施镀的过程中使用增加的电流密度，得到镀银层。本发明提供的该电镀液的电镀方法，方法快速简单、重现性高，所得到的银膜光滑致密、光亮度和膜厚均匀，且银薄膜与基体的结合力与耐高温性好。

Description

一种无氰镀银电镀液的电镀方法
技术领域
本发明涉及电镀银领域，具体涉及使用一种无氰镀银电镀液的电镀方法。
背景技术
金属银以其优良的性能和较低的成本，成为应用最为广泛的贵金属之一，尤其是其特有的银白色金属光泽，常被应用于家庭高档用具、工艺品及首饰等作为装饰层。
氰化镀银工艺因其镀液稳定性好，目前镀银溶液多数以氰化物体系为主，严重危害人体和生态环境，正逐步被无氰镀银取代。无氰电镀银溶液用不含氰的离子与银离子进行络合，通过电化学反应沉积得到镀层。但目前所使用的无氰镀银体系普遍存在镀液的稳定性差、镀银层的应力大、与基底的结合性差、允许的电流密度范围窄等问题，因而无氰镀银没有广泛应用于电镀银行业。开发一种可以工业化应用的无氰镀银工艺是人们不懈追求的目标。
恒电流法或恒电压法直接电镀，所使用的电流密度或电压范围窄，且镀层易出现毛刺、粗糙、针孔，且与基材的结合力不好。
发明内容
发明目的：针对现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种环保无氰镀金电镀液的电镀方法，电镀液稳定无毒、采用增加的电流密度进行电镀得到的镀层光亮均匀、与基材结合力好。
技术方案：为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
1.一种无氰镀银电镀液的电镀方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按照下列浓度将各组分配制成电镀液：硝酸银2～50g/L、5，5-二甲基海因10～120g/L、2，4-咪唑啉二酮10～50g/L，氢氧化钾10～50g/L、柠檬酸钾10～40g/L、钼酸铵1～3g/L、壬基酚聚氧乙烯月桂醚1-8g/L、亚硫酸钠20～150g/L、异烟酸5～20g/L，所述无氰镀银电镀液采用氢氧化钾调节pH在8～10；
(2)将待镀工件表面打磨抛光后除油，然后进行酸性活化和中和清洗处理；
(3)将前处理后的待镀件置于无氰镀银电镀液中，控制电镀液的温度在35-55℃，控制电流密度为1-2A/dm2，完成预镀银；
(4)将预镀银后的工件作为阴极，以惰性极板作为阳极，通入电流进行电镀。
进一步地，待镀工件为铜片、镍片或其合金中的任意一种。
进一步地，除油为碱性除油或超声除油。
进一步地，超声除油的条件为：将抛光后的工件浸入丙酮和二氯甲烷1:1(v:v)的混合溶液中，超声清洗1分钟，用于去除表面的有机物，之后采用无水乙醇超声清洗2min，再用去离子水冲洗2次，最后使用超纯水冲洗1次。
进一步地，惰性极板为铂片或石墨。
进一步地，所述步骤(4)中阴极和阳极之间的距离为16—30cm。
进一步地，所述步骤(4)中电流为电流密度增加。
进一步地，所述步骤(4)中电流为电流密度线性增加。
进一步地，所述步骤(4)中电流以每分钟0.1-0.2A/dm2的速率从0A/dm2线性升高至1-3A/dm2，随后恒电流沉积20-30min，电镀温度保持在20-55℃。
进一步地，所述步骤(4)在电镀的同时采用磁力搅拌器进行搅拌。
有益效果：本发明提供的电镀液为环保稳定的无氰电镀液，经多次使用后镀液性能不下降，本发明提供的该电镀液的电镀方法，方法快速简单、重现性高，所得到的银膜光滑致密、光亮度和膜厚均匀，且银薄膜与基体的结合力与耐高温性好。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进一步说明，具体实施例的描述本质上仅仅是范例，而不是打算对本发明公开的内容及其应用或使用进行限制。
实施例1
首先配制包含如下质量体积浓度的组分的电镀液：硝酸银18g/L、5，5-二甲基海因51g/L、5-异丙基2，4-咪唑啉二酮26g/L，氢氧化钾13g/L、柠檬酸钾37g/L、钼酸铵1g/L、壬基酚聚氧乙烯月桂醚2g/L、亚硫酸钠58g/L、异烟酸20g/L，该无氰镀银液采用氢氧化钾调节pH在8.6。
将镍片经打磨抛光、超声除油、酸性活化、中和清洗后作为阴极，其中超声除油的条件为：将抛光后的工件浸入丙酮和二氯甲烷1:1(v:v)的混合溶液中，超声清洗1分钟，用于去除表面的有机物，之后采用无水乙醇超声清洗2min，再用去离子水冲洗2次，最后使用超纯水冲洗1次。
将预处理后的镍片置于电镀液中，在35℃下控制电流密度为1A/dm2，电镀5min，完成预镀银，预镀银层厚度为9μm。以Pt为阳极，阴极与阳极之间相距20cm，以200r/min的转速在磁性搅拌下进行电镀，电镀的电流密度以每分钟0.2A/dm2的速率从0A/dm2线性升高至1A/dm2，随后恒电流沉积26min，得到镀银膜，该镀银膜采用GB/T13913—92检测与基材的结合力并在300℃下烘烤5min，无起泡拱皮状况出现，说明该镀银膜与基体之间结合力和耐高温性良好，在金相显微镜下观察光亮平整，颜色银白。
实施例2
首先配制包含如下质量体积浓度的组分的电镀液：硝酸银41g/L、5，5-二甲基海因110g/L、2，4-咪唑啉二酮45g/L，氢氧化钾31g/L、柠檬酸钾18g/L、钼酸铵3g/L、壬基酚聚氧乙烯月桂醚6g/L、亚硫酸钠123g/L、异烟酸14g/L，该无氰镀银液采用氢氧化钾调节pH在9.4。。
将铜片经打磨抛光、超声除油、酸性活化、中和清洗后作为阴极，其中超声除油的条件为：将抛光后的工件浸入丙酮和二氯甲烷1:1(v:v)的混合溶液中，超声清洗1分钟，用于去除表面的有机物，之后采用无水乙醇超声清洗2min，再用去离子水冲洗2次，最后使用超纯水冲洗1次。
将预处理后的铜片置于电镀液中，在35℃下控制电流密度为2A/dm2，电镀2min，完成预镀银，预镀银层厚度为7μm。以Pt为阳极，阴极与阳极之间相距16cm，以200r/min的转速在磁性搅拌下进行电镀，电镀的电流密度以每分钟0.1A/dm2的速率从0A/dm2线性升高至1.5A/dm2，随后恒电流沉积30min，得到镀银膜，该镀银膜采用GB/T13913—92检测与基材的结合力并在300℃下烘烤5min，无起泡拱皮状况出现，说明该镀银膜与基体之间结合力和耐高温性良好，在金相显微镜下观察光亮平整，颜色银白。
实施例3
首先配制包含如下质量体积浓度的组分的电镀液：硝酸银41g/L、5，5-二甲基海因110g/L、2，4-咪唑啉二酮45g/L，氢氧化钾31g/L、柠檬酸钾18g/L、钼酸铵3g/L、壬基酚聚氧乙烯月桂醚6g/L、亚硫酸钠123g/L、异烟酸14g/L，该无氰镀银液采用氢氧化钾调节pH在9.4。。
将铜片经打磨抛光、超声除油、酸性活化、中和清洗后作为阴极，其中超声除油的条件为：将抛光后的工件浸入丙酮和二氯甲烷1:1(v:v)的混合溶液中，超声清洗1分钟，用于去除表面的有机物，之后采用无水乙醇超声清洗2min，再用去离子水冲洗2次，最后使用超纯水冲洗1次。
将预处理后的铜片置于电镀液中，在25℃下控制电流密度为2A/dm2，电镀5min，完成预镀银，预镀银层厚度为13μm。以石墨为阳极，阴极与阳极之间相距30cm，以200r/min的转速在磁性搅拌下进行电镀，电镀的电流密度以每分钟0.2A/dm2的速率从0A/dm2线性升高至2A/dm2，随后恒电流沉积30min，得到镀银膜，该镀银膜采用GB/T13913—92检测与基材的结合力并在300℃下烘烤5min，无起泡拱皮状况出现，说明该镀银膜与基体之间结合力和耐高温性良好，在金相显微镜下观察光亮平整，颜色银白。
电镀液在循环使用多次及放置1个月后再次使用，所得到的镀层性能未下降，说明该电镀液稳定性好。
以上实施例只是对本发明的技术构思起到说明示例作用，并不能以此限制本发明的保护范围，本领域技术人员在不脱离本发明技术方案的精神和范围内，进行修改和等同替换，均应落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无氰镀银电镀液的电镀方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)无氰镀银电镀液制备，按照下列浓度将各组分配制成电镀液：硝酸银2～50g/L、5，5-二甲基海因10～120g/L、2，4-咪唑啉二酮10～50g/L，氢氧化钾10～50g/L、柠檬酸钾10～40g/L、钼酸铵1～3g/L、壬基酚聚氧乙烯月桂醚1-8g/L、亚硫酸钠20～150g/L、异烟酸5～20g/L，所述无氰镀银电镀液采用氢氧化钾调节pH在8～10；
(2)待镀件前处理，将待镀工件表面打磨抛光后除油，然后进行酸性活化和中和清洗处理；
(3)预镀，将前处理后的待镀件置于无氰镀银电镀液中，控制电镀液的温度在35-55℃，控制电流密度为1-2A/dm2，完成预镀银；
(4)施镀，将预镀银后的工件作为阴极，以惰性极板作为阳极，通入电流进行电镀。
2.根据权利要求1所述的无氰镀银电镀液的电镀方法，其特征在于，所述步骤(2)中待镀工件为铜片、镍片或其合金中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的无氰镀银电镀液的电镀方法，其特征在于，所述步骤(3)中除油为碱性除油或超声除油。
4.根据权利要求3所述的无氰镀银电镀液的电镀方法，其特征在于，所述超声除油的条件为：将抛光后的工件浸入丙酮和二氯甲烷1:1(v:v)的混合溶液中，超声清洗1分钟，用于去除表面的有机物，之后采用无水乙醇超声清洗2min，再用去离子水冲洗2次，最后使用超纯水冲洗1次。
5.根据权利要求1所述的无氰镀银电镀液的电镀方法，其特征在于，所述步骤(4)中惰性极板为铂片或石墨。
6.根据权利要求1所述的无氰镀银电镀液的电镀方法，其特征在于，所述步骤(4)中阴极和阳极之间的距离为16—30cm。
7.根据权利要求1所述的无氰镀银电镀液的电镀方法，其特征在于，所述步骤(4)中电流为电流密度增加。
8.根据权利要求1或7所述的无氰镀银电镀液的电镀方法，其特征在于，所述步骤(4)中电流为电流密度线性增加。
9.根据权利要求1或7所述的无氰镀银电镀液的电镀方法，其特征在于，所述步骤(4)中电流以每分钟0.1-0.2A/dm2的速率从0A/dm2线性升高至1-3A/dm2，随后恒电流沉积20-30min。
10.根据权利要求1所述的无氰镀银电镀液的电镀方法，其特征在于，所述步骤(4)在电镀的同时采用磁力搅拌器进行搅拌。
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