CN108130568A - 一种环保型代铬电镀液及配制方法 - Google Patents

一种环保型代铬电镀液及配制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种环保型代替铬的电镀液，包括硫酸镍、硫酸钴、络合剂、糖精或糖精钠、香兰素或香豆素、1,4丁炔二醇、和十二烷基硫酸钠，pH值7.3‑8.5，低温18‑30℃，低电流0.8‑1A/dm2，阳极为石墨或镍板，其中所述络合剂为酒石酸钾钠、乙二胺四乙酸四钠、乙二胺四乙酸二钠、柠檬酸钠中的至少一种，络合剂的浓度是硫酸镍和硫酸钴浓度之和的二倍以上。本发明环保型代铬电镀液的优点是在常温、低电流的情况下就能镀出硬镀比较高、抗磨、延展性、防腐性能及其结合力都非常好的产品。

Description

一种环保型代铬电镀液及配制方法
技术领域
本发明涉及电镀领域，具体地说，是涉及一种环保型代铬电镀液及配制方法。
背景技术
镀铬过程对环境污染严重，由于具有剧毒，所以对操作者身体危害极大，即便采用三价铬工艺镀铬也并不环保。近年来出口一些发达国家的产品要求不允许含铬。
镍钴合金镀层相对于传统铬镀层具有良好的高温耐腐蚀性能、对环境污染大幅降低，其内应力小，结构稳定，硬度高于镍镀层，可替代铬镀层作为高温环境耐腐蚀镀层。现有技术中的电镀液配方中对于其中钴含量的控制欠佳，镀层钴含量难以稳定，限制其发展。
发明内容
本发明的目的是解决上述技术的不足，提供一种在常温、低电流的情况下就能镀出硬镀比较高、抗磨、延展性、防腐性能及其结合力都非常好的电镀液。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种环保型代替铬的电镀液，包括硫酸镍、硫酸钴、络合剂、糖精或糖精钠、香兰素或香豆素、1,4丁炔二醇、和十二烷基硫酸钠，pH值7.3-8.5，低温18-30℃，低电流0.8-1A/dm2，阳极为石墨或镍板，其中所述络合剂为酒石酸钾钠、乙二胺四乙酸四钠、乙二胺四乙酸二钠、柠檬酸钠中的至少一种，络合剂的浓度是硫酸镍和硫酸钴浓度之和的二倍以上。
优选地，所述硫酸镍、硫酸钴、络合剂、糖精或糖精钠、香兰素或香豆素、1,4丁炔二醇、和十二烷基硫酸钠按照以下浓度配制：
硫酸镍 40-70 g/L，
硫酸钴 2-9 g/L，
络合剂 120-195 g/L，
糖精或糖精钠 0.4-1.0 g/L，
香兰素或香豆素 0.01-0.3 g/L，
1,4丁炔二醇 0.3-0.5 g/L，
十二烷基硫酸钠 0.05-0.1 g/L。
优选地，所述硫酸镍、硫酸钴、络合剂、糖精或糖精钠、香兰素或香豆素、1,4丁炔二醇、和十二烷基硫酸钠按照以下浓度配制：
硫酸镍 50-60 g/L，
硫酸钴 4-8 g/L，
络合剂 150-190 g/L，
糖精或糖精钠 0.5-0.8 g/L，
香兰素或香豆素 0.1-0.2 g/L，
1,4丁炔二醇 0.35-0.45 g/L，
十二烷基硫酸钠 0.06-0.09 g/L。
本发明还提供了上述电镀液的配制方法，包括步骤：
向电解槽内注入占电解液总量1/2的纯净水；
另取一塑料容器，向其内加入不低于40℃的热水，一边搅拌一边加入硫酸钴、硫酸镍和络合剂，待彻底溶解之后注入电解槽中；
用40-50℃的热水溶解糖精或糖精钠、以及1,4丁炔二醇，溶解后注入电解槽中；
对香兰素或香豆素用热水或乙醇溶解，溶解后注入电解槽中；
十二烷基硫酸钠在水沸腾的情况下溶解，一边溶解一边搅拌直至彻底溶解后，注入电解槽中；
向纯净水中注入电解液中达到总量标准，并搅拌均匀；
对电解液进行4-5小时的电解处理；
调节pH值在7.3-8.5之间，在低温18-30℃、低电流0.8-1A/dm2的条件下进行电镀。
电镀方法采用除油-清洗-除锈-清洗-浸弱碱水-清洗-电镀-出槽-漂洗-清洗-干燥的工艺步骤，对出槽件采用逆流漂洗，漂洗液可用作填补液及配药用，即回收，所以电解液不流失。
与现有技术相比，本发明所述的环保型代铬电镀液及配制方法，达到了如下效果：
本发明环保型代铬电镀液的优点是在常温、低电流的情况下就能镀出硬镀比较高、抗磨、延展性、防腐性能及其结合力都非常好的产品。更为优越的是在该镀层的基础上可镀上任何金属，包括替代镀装饰铬，在铬表面很难镀上其他金属，其镀层的结合力非常好，节能环保。
由于药液无毒且常温电镀，又在低电流中进行，所以不需要排风，并节省大量能源；由于该电镀液为接近中性的弱碱性电解液，故对操作者具有安全感。
再者，在电镀过程中，对出槽件采用几道逆流漂洗，由于漂洗液作填补液及配药用，即回收，所以电解液不流失。
具体实施方式
如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本发明的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
实施例1：
本实施例提供一种环保型代铬电镀液，由以下浓度的原料制成：
硫酸镍 40g/L，
硫酸钴 2g/L，
络合剂 120g/L，
糖精 0.4g/L，
香兰素 0.01g/L，
1,4丁炔二醇 0.3g/L，
十二烷基硫酸钠 0.05g/L，
pH值7.3，低温18℃，低电流0.8A/dm2，阳极为石墨，
本实施例中的络合剂采用的是酒石酸钾钠和乙二胺四乙酸四钠两种物质。本发明中络合剂的浓度是硫酸镍和硫酸钴浓度之和的二倍以上，而现有技术中的络合剂分量很少，而本发明中的络合剂浓度是发明人经过创造性的劳动得出的倍数关系，能够克服现有技术中镀层钴含量难以稳定的问题。本发明的另一实施例中单独采用了乙二胺四乙酸四钠，浓度为120g/L。
由于该电镀液为接近中性的弱碱性电解液，故对操作者具有安全感。
本发明中采用糖精和香兰素配合使用，镀层光亮；采用十二烷基硫酸钠后可以有效的防止镀层出现针孔，镀层平整。
上述电镀液的配制方法，包括以下步骤：
步骤1）：向电解槽内注入占电解液总量1/2的纯净水；
步骤2）：另取一塑料容器，向其内加入不低于40℃的热水，一边搅拌一边加入硫酸钴、硫酸镍和络合剂，待彻底溶解之后注入电解槽中；
步骤3）：用40-50℃的热水溶解糖精或糖精钠、以及1,4丁炔二醇，溶解后注入电解槽中；
步骤4）：对香兰素或香豆素用热水或乙醇溶解，溶解后注入电解槽中；
步骤5）：十二烷基硫酸钠在水沸腾的情况下溶解，一边溶解一边搅拌直至彻底溶解后，注入电解槽中；
步骤6）：向纯净水中注入电解液中达到总量标准，并搅拌均匀；
步骤7）：对电解液进行4-5小时的电解处理；
步骤8）：调节pH值在7.3-8.5之间，在低温18-30℃、低电流0.8-1A/dm2的条件下进行电镀。
电镀方法采用除油-清洗-除锈-清洗-浸弱碱水-清洗-电镀-出槽-漂洗-清洗-干燥的工艺步骤，对出槽件采用逆流漂洗，漂洗液可用作填补液及配药用，即回收，所以电解液不流失。
现有技术中的电镀液在电镀时的温度至少在50℃以上，而本申请中电镀液在18-30℃的常温下电镀，节能减排。
另外现有技术中在电镀过程中的电流均较高，至少要2A/dm2才能够将镀层电镀在零件上，而本申请中采用低电流0.8-1A/dm2即可镀出硬镀比较高、抗磨、延展性、防腐性能及其结合力都非常好的电镀液，这是现有技术中的电镀不能实现的。
经反复研究和实践，终于研究出合金代铬新工艺。目前，多家企业的产品部件都由原来的镀铬改为该合金，其效果良好。如工程车的油缸，活塞杆；各种要求抗磨的轨，模具；汽保行业要抗磨的各类件，以及在此基础上的作为装饰电镀的中间层（用以代替氰化物），效果良好。
实施例2：
本实施例提供一种环保型代铬电镀液，由以下浓度的原料制成：
硫酸镍 70g/L，
硫酸钴 9 g/L，
络合剂 195 g/L，
糖精 1.0 g/L，
香兰素 0.3 g/L，
1,4丁炔二醇 0.5 g/L，
十二烷基硫酸钠 0.1 g/L，
pH值8.5，低温30℃，低电流1A/dm2，阳极为石墨或镍板，
本实施例中的络合剂采用的是酒石酸钾钠和乙二胺四乙酸四钠两种物质。
本实施例中电镀液的配制方法和电镀方法与实施例1相同。
实施例3：
本实施例提供一种环保型代铬电镀液，由以下浓度的原料制成：
硫酸镍 55g/L，
硫酸钴 5g/L，
络合剂 160g/L，
糖精 0.7g/L，
香兰素 0.16 g/L，
1,4丁炔二醇 0.4 g/L，
十二烷基硫酸钠 0.08 g/L，
pH值7.6，低温25℃，低电流0.9A/dm2，阳极为石墨或镍板，
本实施例中的络合剂采用的是酒石酸钾钠和乙二胺四乙酸四钠两种物质。
本实施例中电镀液的配制方法和电镀方法与实施例1相同。
实施例4：
本实施例提供一种环保型代铬电镀液，由以下浓度的原料制成：
硫酸镍 50 g/L，
硫酸钴 4g/L，
络合剂 170 g/L，
糖精钠 0.5g/L，
香兰素 0.1g/L，
1,4丁炔二醇 0.35g/L，
十二烷基硫酸钠 0.06g/L，
pH值7.5，低温20℃，低电流0.8A/dm2，阳极为石墨或镍板，
本实施例中的络合剂采用的是乙二胺四乙酸四钠、柠檬酸钠、和乙二胺四乙酸二钠三种物质。
本实施例中电镀液的配制方法和电镀方法与实施例1相同。
实施例5：
本实施例提供一种环保型代铬电镀液，由以下浓度的原料制成：
硫酸镍 60 g/L，
硫酸钴 8 g/L，
络合剂 190 g/L，
糖精钠 8 g/L，
香兰素 0.2 g/L，
1,4丁炔二醇 0.45 g/L，
十二烷基硫酸钠 0.09 g/L，
pH值8.5，低温28℃，低电流1A/dm2，阳极为石墨或镍板，
本实施例中的络合剂采用的是乙二胺四乙酸四钠、柠檬酸钠、和乙二胺四乙酸二钠三种物质。
本实施例中电镀液的配制方法和电镀方法与实施例1相同。
实施例6：
本实施例提供一种环保型代铬电镀液，由以下浓度的原料制成：
硫酸镍 55 g/L，
硫酸钴 6g/L，
络合剂 170 g/L，
糖精钠 0.65 g/L，
香兰素 0.15 g/L，
1,4丁炔二醇 0.4 g/L，
十二烷基硫酸钠 0.075 g/L，
pH值7.5，低温23，低电流0.9A/dm2，阳极为石墨或镍板，
本实施例中的络合剂采用的是乙二胺四乙酸四钠、柠檬酸钠、和乙二胺四乙酸二钠三种物质。
本实施例中电镀液的配制方法和电镀方法与实施例1相同。
实施例7：
本实施例提供一种环保型代铬电镀液，由以下浓度的原料制成：
硫酸镍 48 g/L，
硫酸钴 4 g/L，
络合剂 125 g/L，
糖精 0.5 g/L，
香豆素 0.1g/L，
1,4丁炔二醇 0.35g/L，
十二烷基硫酸钠 0.06g/L，
pH值7.6，低温20℃，低电流0.8A/dm2，阳极为石墨或镍板，
本实施例中的络合剂采用的是酒石酸钾钠、乙二胺四乙酸四钠、乙二胺四乙酸二钠、和柠檬酸钠四种物质。
本实施例中电镀液的配制方法和电镀方法与实施例1相同。
实施例8：
本实施例提供一种环保型代铬电镀液，由以下浓度的原料制成：
硫酸镍 62 g/L，
硫酸钴 7 g/L，
络合剂 140g/L，
糖精 0.8 g/L，
香豆素 0.2 g/L，
1,4丁炔二醇 0.45 g/L，
十二烷基硫酸钠 0.09 g/L，
pH值8，低温26℃，低电流1A/dm2，阳极为石墨或镍板，
本实施例中的络合剂采用的是酒石酸钾钠、乙二胺四乙酸四钠、乙二胺四乙酸二钠、和柠檬酸钠四种物质。
本实施例中电镀液的配制方法和电镀方法与实施例1相同。
实施例9：
本实施例提供一种环保型代铬电镀液，由以下浓度的原料制成：
硫酸镍 58 g/L，
硫酸钴 6 g/L，
络合剂 149 g/L，
糖精 0.7 g/L，
香兰素 0.12 g/L，
1,4丁炔二醇 0.39 g/L，
十二烷基硫酸钠 0.08 g/L，
pH值7.7，低温22℃，低电流0.9A/dm2，阳极为石墨或镍板，
本实施例中的络合剂采用的是酒石酸钾钠和乙二胺四乙酸四钠两种物质。
本实施例中电镀液的配制方法和电镀方法与实施例1相同。
实施例10：
本实施例提供一种环保型代铬电镀液，由以下浓度的原料制成：
硫酸镍 67 g/L，
硫酸钴 8 g/L，
络合剂 160 g/L，
糖精钠 0.7 g/L，
香豆素 0.16 g/L，
1,4丁炔二醇 0.42 g/L，
十二烷基硫酸钠 0.081 g/L，
pH值7.3，低温25℃，低电流0.9A/dm2，阳极为石墨或镍板，
本实施例中的络合剂采用的是柠檬酸钠。
本实施例中电镀液的配制方法和电镀方法与实施例1相同。
实施例11：
本实施例提供一种环保型代铬电镀液，由以下浓度的原料制成：
硫酸镍 56 g/L，
硫酸钴 7 g/L，
络合剂 134 g/L，
糖精 0.5 g/L，
香兰素 0.09 g/L，
1,4丁炔二醇 0.36 g/L，
十二烷基硫酸钠 0.05 g/L，
pH值7.7，低温20℃，低电流0.8A/dm2，阳极为石墨或镍板，
本实施例中的络合剂采用的是乙二胺四乙酸二钠。
本实施例中电镀液的配制方法和电镀方法与实施例1相同。
上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (4)

1.一种环保型代替铬的电镀液，其特征在于，包括硫酸镍、硫酸钴、络合剂、糖精或糖精钠、香兰素或香豆素、1,4丁炔二醇、和十二烷基硫酸钠，pH值7.3-8.5，低温18-30℃，低电流0.8-1A/dm2，阳极为石墨或镍板，其中所述络合剂为酒石酸钾钠、乙二胺四乙酸四钠、乙二胺四乙酸二钠、柠檬酸钠中的至少一种，络合剂的浓度是硫酸镍和硫酸钴浓度之和的二倍以上。
2.根据权利要求1所述的环保型代替铬的电镀液，其特征在于，所述硫酸镍、硫酸钴、络合剂、糖精或糖精钠、香兰素或香豆素、1,4丁炔二醇、和十二烷基硫酸钠按照以下浓度配制：
硫酸镍 40-70 g/L，
硫酸钴 2-9 g/L，
络合剂 120-195 g/L，
糖精或糖精钠 0.4-1.0 g/L，
香兰素或香豆素 0.01-0.3 g/L，
1,4丁炔二醇 0.3-0.5 g/L，
十二烷基硫酸钠 0.05-0.1 g/L。
3.根据权利要求1所述的环保型代替铬的电镀液，其特征在于，所述硫酸镍、硫酸钴、络合剂、糖精或糖精钠、香兰素或香豆素、1,4丁炔二醇、和十二烷基硫酸钠按照以下浓度配制：
硫酸镍 50-60 g/L，
硫酸钴 4-8 g/L，
络合剂 150-190 g/L，
糖精或糖精钠 0.5-0.8 g/L，
香兰素或香豆素 0.1-0.2 g/L，
1,4丁炔二醇 0.35-0.45 g/L，
十二烷基硫酸钠 0.06-0.09 g/L。
4.根据权利要求1-3所述的电镀液的配制方法，其特征在于，包括步骤：
向电解槽内注入占电解液总量1/2的纯净水；
另取一塑料容器，向其内加入不低于40℃的热水，一边搅拌一边加入硫酸钴、硫酸镍和络合剂，待彻底溶解之后注入电解槽中；
用40-50℃的热水溶解糖精或糖精钠、以及1,4丁炔二醇，溶解后注入电解槽中；
对香兰素或香豆素用热水或乙醇溶解，溶解后注入电解槽中；
十二烷基硫酸钠在水沸腾的情况下溶解，一边溶解一边搅拌直至彻底溶解后，注入电解槽中；
向纯净水中注入电解液中达到总量标准，并搅拌均匀；
对电解液进行4-5小时的电解处理；
调节pH值在7.3-8.5之间，在低温18-30℃、低电流0.8-1A/dm2的条件下进行电镀。
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