CN108034969A - 一种硫酸盐三价铬镀铬电镀液及其应用方法 - Google Patents

一种硫酸盐三价铬镀铬电镀液及其应用方法 Download PDF

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    • C25D3/02—Electroplating: Baths therefor from solutions
    • C25D3/04—Electroplating: Baths therefor from solutions of chromium
    • C25D3/06—Electroplating: Baths therefor from solutions of chromium from solutions of trivalent chromium

Abstract

本发明提供了一种硫酸盐三价铬镀铬电镀液及其应用方法，由于在含有硫酸铬和导电盐的基础电镀液中，添加胺化合物和含氮、含硫、炔醇等有机化合物作为光亮剂；添加盐酸羟胺或抗坏血酸以稳定镀液中的三价铬；添加聚醚、聚醇类等物质为表面活性剂；添加低碳链物质络合剂如草酸、丙酸、氨基乙酸、丁二酸等以络合三价铬离子，大幅度促进三价铬络合离子的阴极还原，并以此提高镀液对杂质的容忍能力和稳定性；光亮剂和表面活性剂也可以促进三价铬离子的阴极还原，配合恰当的工艺加工参数，更是可以大幅度提高各组分的反应效果，能够确保镀层具有优异的外观、形态、结构、结合力及抗腐蚀能力，不会出现针孔、条纹等表面缺陷。

Description

一种硫酸盐三价铬镀铬电镀液及其应用方法
技术领域
本发明涉及一种硫酸盐三价铬镀铬电镀液。
背景技术
目前大部分镀铬技术在电镀过程中，由于三价铬还原电位很负，还原过程中伴随激烈的析氢反应，会导致镀层产生针孔、条纹现象，而且电流效率低。
发明内容
为了克服上述问题，本发明提供了一种硫酸盐三价铬镀铬电镀液及其应用方法。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：
一种硫酸盐三价铬镀铬电镀液，电镀液由以下成分物质混合而成：主盐25-80g/L、导电盐40-150 g/L、光亮剂0.05-1.15g/L、稳定剂0.2-6g/L、表面活性剂2-10g/L、络合剂30-100g/L，其余为水。
优选地，电镀液由以下成分物质混合而成：主盐60g/L、导电盐120g/L、光亮剂0.75g/L、稳定剂2g/L、表面活性剂8g/L、络合剂60g/L，其余为水。
具体的，所述主盐为硫酸铬。
具体的，所述导电盐为硫酸铵、硫酸钠、硫酸钾中任意两种或两种以上。
具体的，所述光亮剂为聚乙烯亚胺、联吡啶、2-巯基苯并噻唑、2-巯基苯并咪唑、碘化四异丙铵、丙炔醇、丁炔醇、丁炔二醇中任意两种或两种以上。
具体的，所述稳定剂为盐酸羟胺或抗坏血酸。
具体的，所述表面活性剂为聚乙烯醚和聚乙二醇、聚乙烯醇的混合物。
具体的，所述络合剂为丙酸、氨基乙酸、丁二酸、乙酸、草酸中任意两种或两种以上。
一种硫酸盐三价铬镀铬电镀液的应用方法，包括以下步骤：
1）镀液配制方法为：取三分之二配制体积的去离子水，加入主盐、导电盐和络合剂，加热、搅拌、溶解，82-96℃恒温1.5小时以上，再加入光亮剂、稳定剂和表面活性剂，用20%硫酸或20%氢氧化钠调整溶液pH值2.8-5.3后，补充去离子水至规定体积；
2）将待电镀零部件按下述工序清洁干净：水砂纸打磨-超细抛光-化学抛光-TOS处理液处理-去离子水洗；
3）将清洗后的工件带电下入镀槽，控制镀液的温度为33-65℃，并以工件为阴极，以惰性电机为阳极，并控制电流密度为2.7-12A/dm²、电镀时间为60-90s进行电镀铬；
4）将电镀好的工件捞出，热风吹干即可。
优选地，所述镀液pH值为4.4。
优选地，所述镀液温度为52℃。
优选地，所述电流密度为10A/dm2。
上述技术方案的有益之处在于：
本发明提供了一种硫酸盐三价铬镀铬电镀液及其应用方法，其技术要点在于：在含有硫酸铬和导电盐的基础电镀液中，添加胺化合物如聚乙烯亚胺和含氮、含硫、炔醇等有机化合物作为光亮剂；添加盐酸羟胺或抗坏血酸以稳定镀液中的三价铬；添加聚醚、聚醇类等物质为表面活性剂；添加低碳链物质络合剂如草酸、丙酸、氨基乙酸、丁二酸等以络合三价铬离子，大幅度促进三价铬络合离子的阴极还原，并以此提高镀液对杂质的容忍能力和稳定性；光亮剂和表面活性剂也可以促进三价铬离子的阴极还原，配合恰当的工艺加工参数，如电流密度、镀液温度、镀液pH值等，更是可以起到协同增效的作用，大幅度提高各组分的反应效果，能够确保镀层具有优异的外观、形态、结构、结合力及抗腐蚀能力，不会出现针孔、条纹等表面缺陷。
下面将结合具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
具体实施方式
实施例1
一种硫酸盐三价铬镀铬电镀液，电镀液由以下成分物质混合而成：主盐60g/L、导电盐120g/L、光亮剂0.75g/L、稳定剂2g/L、表面活性剂8g/L、络合剂60g/L，其余为水。
具体的，所述主盐为硫酸铬。
具体的，所述导电盐为硫酸铵、硫酸钠、硫酸钾中任意两种或两种以上。
具体的，所述光亮剂为聚乙烯亚胺、联吡啶、2-巯基苯并噻唑、2-巯基苯并咪唑、碘化四异丙铵、丙炔醇、丁炔醇、丁炔二醇中任意两种或两种以上。
具体的，所述稳定剂为盐酸羟胺或抗坏血酸。
具体的，所述表面活性剂为聚乙烯醚和聚乙二醇、聚乙烯醇的混合物。
具体的，所述络合剂为丙酸、氨基乙酸、丁二酸、乙酸、草酸中任意两种或两种以上。
一种硫酸盐三价铬镀铬电镀液的应用方法，包括以下步骤：
1）镀液配制方法为：取三分之二配制体积的去离子水，加入主盐、导电盐和络合剂，加热、搅拌、溶解，82-96℃恒温1.5小时以上，再加入光亮剂、稳定剂和表面活性剂，用20%硫酸或20%氢氧化钠调整溶液pH值2.8-5.3后，补充去离子水至规定体积；
2）将待电镀零部件按下述工序清洁干净：水砂纸打磨-超细抛光-化学抛光-TOS处理液处理-去离子水洗；
3）将清洗后的工件带电下入镀槽，控制镀液的温度为33-65℃，并以工件为阴极，以惰性电机为阳极，并控制电流密度为2.7-12A/dm²、电镀时间为60-90s进行电镀铬；
4）将电镀好的工件捞出，热风吹干即可。
优选地，所述镀液pH值为4.4。
优选地，所述镀液温度为52℃。
优选地，所述电流密度为10A/dm2。
优选地，所述的电镀时间为80s。
实施例2
如实施例1所述的一种硫酸盐三价铬镀铬电镀液及其应用方法，其中部分步骤还可以采用以下工艺：
所述的三价铬镀铬电镀液，由以下成分物质混合而成：
主盐70g/L、导电盐80g/L、光亮剂0.25g/L、稳定剂5g/L、表面活性剂4g/L、络合剂40g/L，其余为水。
在三价铬镀铬电镀液的应用方法中：
在所述步骤1）中，所述pH值为3.6。
在所述步骤3）中，所述镀液温度为45℃。
在所述步骤3）中，所述电流密度为5.6A/dm²。
在所述步骤3）中，所述电镀时间为70s。
实施例3
如实施例1所述的一种硫酸盐三价铬镀铬电镀液及其应用方法，其中部分步骤还可以采用以下工艺：
所述的三价铬镀铬电镀液，由以下成分物质混合而成：
主盐80g/L、导电盐40g/L、光亮剂1.15g/L、稳定剂0.2g/L、表面活性剂10g/L、络合剂30g/L，其余为水。
在三价铬镀铬电镀液的应用方法中：
在所述步骤1）中，所述pH值为2.8。
在所述步骤3）中，所述镀液温度为65℃。
在所述步骤3）中，所述电流密度为2.7A/dm²。
在所述步骤3）中，所述电镀时间为60s。
实施例4
如实施例1所述的一种硫酸盐三价铬镀铬电镀液及其应用方法，其中部分步骤还可以采用以下工艺：
所述的三价铬镀铬电镀液，由以下成分物质混合而成：
主盐25g/L、导电盐150 g/L、光亮剂0.05g/L、稳定剂6g/L、表面活性剂2g/L、络合剂100g/L，其余为水。
在三价铬镀铬电镀液的应用方法中：
在所述步骤1）中，所述pH值为5.3。
在所述步骤3）中，所述镀液温度为33℃。
在所述步骤3）中，所述电流密度为12 A/dm²。
在所述步骤3）中，所述电镀时间为90s。
本发明提供了一种硫酸盐三价铬镀铬电镀液及其应用方法，其技术要点在于：在含有硫酸铬和导电盐的基础电镀液中，添加胺化合物如聚乙烯亚胺和含氮、含硫、炔醇等有机化合物作为光亮剂；添加盐酸羟胺或抗坏血酸以稳定镀液中的三价铬；添加聚醚、聚醇类等物质为表面活性剂；添加低碳链物质络合剂如草酸、丙酸、氨基乙酸、丁二酸等以络合三价铬离子，大幅度促进三价铬络合离子的阴极还原，并以此提高镀液对杂质的容忍能力和稳定性；光亮剂和表面活性剂也可以促进三价铬离子的阴极还原，配合恰当的工艺加工参数，如电流密度、镀液温度、镀液pH值等，更是可以起到协同增效的作用，大幅度提高各组分的反应效果，能够确保镀层具有优异的外观、形态、结构、结合力及抗腐蚀能力，不会出现针孔、条纹等表面缺陷。
性能试验：
本发明执行国家标准GB/T11379、GB/T6460-86和GB/T5270-2005，按标准要求经镀铬后产品进行性能检验。
按标准要求进行分别对厚度、硬度、结合强度、孔隙率进行测验，测验结果均符合预定要求，可以证明采用本发明电镀液及电镀方式可以保证产品镀铬加工的精确度及高性能，且镀层表面无麻点、起泡、脱落等缺陷，更无裂纹现象。

Claims (10)

1.一种硫酸盐三价铬镀铬电镀液，其特征在于：电镀液由以下成分物质混合而成：主盐25-80g/L、导电盐40-150 g/L、光亮剂0.05-1.15g/L、稳定剂0.2-6g/L、表面活性剂2-10g/L、络合剂30-100g/L，其余为水。
2.如权利要求1所述的一种硫酸盐三价铬镀铬电镀液，其特征在于：所述主盐为硫酸铬。
3.如权利要求1所述的一种硫酸盐三价铬镀铬电镀液，其特征在于：所述导电盐为硫酸铵、硫酸钠、硫酸钾中任意两种或两种以上。
4.如权利要求1所述的一种硫酸盐三价铬镀铬电镀液，其特征在于：所述光亮剂为聚乙烯亚胺、联吡啶、2-巯基苯并噻唑、2-巯基苯并咪唑、碘化四异丙铵、丙炔醇、丁炔醇、丁炔二醇中任意两种或两种以上。
5.如权利要求1所述的一种硫酸盐三价铬镀铬电镀液，其特征在于：所述稳定剂为盐酸羟胺或抗坏血酸。
6.如权利要求1所述的一种硫酸盐三价铬镀铬电镀液，其特征在于：所述表面活性剂为聚乙烯醚和聚乙二醇、聚乙烯醇的混合物。
7.如权利要求1所述的一种硫酸盐三价铬镀铬电镀液，其特征在于：所述络合剂为丙酸、氨基乙酸、丁二酸、乙酸、草酸中任意两种或两种以上。
8.如权利要求1所述的一种硫酸盐三价铬镀铬电镀液的应用方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）镀液配制方法为：取三分之二配制体积的去离子水，加入主盐、导电盐和络合剂，加热、搅拌、溶解，82-96℃恒温1.5小时以上，再加入光亮剂、稳定剂和表面活性剂，用20%硫酸或20%氢氧化钠调整溶液pH值2.8-5.3后，补充去离子水至规定体积；
2）将待电镀零部件按下述工序清洁干净：水砂纸打磨-超细抛光-化学抛光-TOS处理液处理-去离子水洗；
3）将清洗后的工件带电下入镀槽，控制镀液的温度为33-65℃，并以工件为阴极，以惰性电机为阳极，并控制电流密度为2.7-12A/dm²、电镀时间为60-90s进行电镀铬；
4）将电镀好的工件捞出，热风吹干即可。
9.如权利要求8所述的一种硫酸盐三价铬镀铬电镀液及其应用方法，其特征在于：所述镀液pH值为4.4。
10.如权利要求8所述的一种硫酸盐三价铬镀铬电镀液及其应用方法，其特征在于：所述镀液温度为52℃。
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