CN109440149B - 一种电镀高铁-低锡合金的电镀液组成和工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种从氯化物体系中电镀高铁‑低锡合金(含铁75‑85wt％)的电镀液组成和工艺，属于材料表面电镀领域。工艺方法为：镀前处理对材质为铜或黄铜的镀件，通过打磨抛光后，置于有机溶剂如丙酮液去除油污，用自来水清洗，再放入温度30‑40℃，浓度为4‑6g·L‑1的盐酸溶液中浸泡10‑20min以除去表面氧化物。对材质为铁及其合金等非铜的镀件，其表面采用传统方法进行光亮镀铜；电镀按表1配制电镀液，按工艺参数进行电镀；镀后处理将已完成电镀的镀件放入5‑10wt％的NaOH溶液中浸泡20‑30min，用自来水和蒸馏水或去离子水洗净，吹风机吹干，获得含铁75‑85wt％的高铁‑低锡合金。

Description

一种电镀高铁-低锡合金的电镀液组成和工艺
技术领域
本发明属于一种铁锡合金电镀工艺方法，具体涉及一种从氯化物体系中电镀高铁-低锡合金(含铁75-85wt％)的电镀液组成和工艺，属于材料表面电镀领域。
背景技术
表面装饰性电镀层绝大多数采用铜、镍、铬、锌等金属以及它们的合金镀层或复合镀层，此类镀层由于防护装饰性能佳而得到广泛的应用。但铜、镍、铬等大多数金属元素对人体有害或有毒，由此类元素组成的镀层在人们生活器件上的使用将越来越受到限制。铁、锡元素对人体友好无毒，且为银白色金属，具有银白色光泽装饰性，但铁表面易氧化生锈，防护性能差。锡表面虽能生产致密的氧化膜具有很好的防护性能，但硬度小，耐磨性差。为此，本发明综合铁与其它金属形成合金后具有很好的硬度，锡合金表面易钝化具有很好防护性的特性，通过电镀方法，获取了高铁低锡合金(含铁75-85wt％)的表面装饰性镀层，以满足生活器械表面装饰性镀层无害化的要求。
发明内容
本发明旨在提供一种对人体无毒，对环境友好的高铁-低锡合金的电镀工艺。本发明电镀所制得的高铁-低锡合金镀层含铁75-85wt％，表面光滑平整，银白色光泽，具有较好的表面结合力，耐蚀性、硬度和耐磨性。
本发明解决技术问题采用如下方案：
1、本发明电镀高铁-低锡合金的电镀液组成和工艺参数见表1：
表1高铁-低锡合金(含铁75-85wt％)的电镀液组成和工艺参数
Figure BDA0001876878520000011
Figure BDA0001876878520000021
2、本发明电镀高铁-低锡合金的工艺流程为：镀件→镀前处理→自来水清洗→蒸馏水或去离子水清洗→电镀→镀后处理。各单元(工艺)处理过程按以下步骤操作：
(1)镀前处理
对材质为铜或黄铜的镀件，通过打磨抛光后，置于有机溶剂如丙酮液去除油污，用自来水清洗，再放入温度30-40℃，浓度为4-6g·L-1的盐酸溶液中浸泡10-20min以除去表面氧化物。对材质为铁及其合金等非铜的镀件，其表面采用传统方法进行光亮镀铜。
(2)电镀
按表1配制电镀液，按工艺参数进行电镀。
(3)镀后处理
将已完成电镀的镀件放入5-10wt％的NaOH溶液中浸泡20-30min，用自来水和蒸馏水或去离子水洗净，吹风机吹干。
(4)工艺流程中的“自来水清洗”和“蒸馏水或去离子水清洗”，是为了去除前一处理过程中残留的溶液。
本发明与已有技术相比，创新性和新颖性体现在：
与目前表面装饰性电镀方法相比，含铁75-85wt％的高铁-低锡合金的电镀方法未见报道。本发明的镀层对人体无毒且友好，具有银白色光泽。镀层表面光滑平整，具有较好的表面结合力，耐蚀性、硬度和耐磨性。
具体实施方法
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1：
1)镀前处理
将镀件铜片进行打磨抛光后，置于丙酮中超声洗涤10min，再放入温度30℃，浓度为4g·L-1的盐酸溶液中浸泡10min。
2)镀液组成和电镀
镀液组成：FeCl2·4H2O 60g·L-1，SnCl2·2H2O 0.8g·L-1，NaCl 3.2g·L-1，H3BO32.8g·L-1，MnCl2 2.8g·L-1，抗坏血酸0.8g·L-1，还原铁粉0.2g·L-1，十二烷基硫酸钠0.2g·L-1，酒石酸0.7g·L-1，用稀HCl调节pH值为1.8。
电镀：将经过镀前处理好的铜片连接直流电源负极(阴极)，置于上述电镀液中，阳极(连接电源正极)为铁片，在温度50℃，电流密度2A·dm-2，电镀时间为10min，获得的镀层为银白色光亮镀层。
3)镀后处理
将电镀后的铜片放入5wt％的NaOH溶液中，浸泡20min，用蒸馏水洗净，吹风机吹干。
本实施例所获得的高铁-低锡合金镀层含铁78％，硬度HV 225，表面平整光亮，结合力经1mm方格划痕实验无脱落。
实施例2：
1)镀前处理
将镀件铜片进行打磨抛光后，置于丙酮中超声洗涤10min，再放入温度35℃，浓度为5g·L-1的盐酸溶液中浸泡15min。
2)镀液组成和电镀
镀液组成：FeCl2·4H2O 65g·L-1，SnCl2·2H2O 0.9g·L-1，NaCl 4.1g·L-1，H3BO33.4g·L-1，MnCl2 3.9g·L-1，抗坏血酸1.4g·L-1，还原铁粉0.4g·L-1，十二烷基硫酸钠0.6g·L-1，酒石酸0.8g·L-1，混合至体积为250ml，用稀HCl调节pH值为2。
电镀：将经过镀前处理好的铜片连接直流电源负极(阴极)，置于上述电镀液中，阳极(连接电源正极)为铁片，在温度55℃，电流密度2.5A·dm-2，电镀时间为10min，获得的镀层为银白色光亮镀层。
4)镀后处理
将电镀后的铜片放入8％的NaOH溶液中，浸泡25min，用蒸馏水洗净，吹风机吹干。
本实施例所获得的高铁-低锡合金镀层含铁81％，硬度HV 343，表面平整光亮，结合力经1mm方格划痕实验无脱落。
实施例3：
1)镀前处理
将镀件铜片进行打磨抛光后，置于丙酮中超声洗涤10min，再放入温度40℃，浓度为6g·L-1的盐酸溶液中浸泡20min。
2)镀液组成和电镀
镀液组成：FeCl2·4H2O 70g·L-1，SnCl2·2H2O 1g·L-1，NaCl 5g·L-1，H3BO3 4g·L-1，MnCl2 5g·L-1，抗坏血酸2g·L-1，还原铁粉0.5g·L-1，十二烷基硫酸钠1.0g·L-1，酒石酸0.9g·L-1，混合至体积为250ml，用稀HCl调节pH值为2.2。
电镀：将经过镀前处理好的铜片连接直流电源负极(阴极)，置于上述电镀液中，阳极(连接电源正极)为铁片，在温度60℃，电流密度3A·dm-2，电镀时间为10min，获得的镀层为银白色光亮镀层。
4)镀后处理
将电镀后的铜片放入10wt％的NaOH溶液中；浸泡30min，用蒸馏水洗净，吹风机吹干。
本实施例所获得的高铁-低锡合金镀层含铁85％，HV硬度330，表面平整光亮，结合力经1mm方格划痕实验无脱落。

Claims (3)

1.一种电镀高铁-低锡合金的工艺方法，其特征在于工艺方法为：镀件→镀前处理→自来水清洗→蒸馏水或去离子水清洗→电镀→镀后处理，其中所述电镀使用的电镀液组成和工艺参数见表1：
表1 含铁75-85wt％的高铁-低锡合金的电镀液组成和工艺参数
Figure FDA0002998105320000011
获得含铁75-85wt％的高铁-低锡合金；
工艺流程各单元处理过程按以下步骤操作：
(1)镀前处理：对材质为铜或黄铜的镀件，通过打磨抛光后，置于有机溶剂去除油污，用自来水清洗，再放入温度30-40℃，浓度为4-6g·L-1的盐酸溶液中浸泡10-20min以除去表面氧化物；对材质为铁及其合金非铜的镀件，其表面采用传统方法进行光亮镀铜；
(2)电镀：按表1配制电镀液，按工艺参数进行电镀；
(3)镀后处理：将已完成电镀的镀件放入5-10wt％的NaOH溶液中浸泡20-30min，用自来水和蒸馏水或去离子水洗净，吹风机吹干；
所获得高铁-低锡合金镀层含铁75-85wt％，硬度为220-350HV，结合力经1mm方格划痕实验无脱落现象，表面为银白色平整光亮镀层。
2.根据权利要求1所述的电镀高铁-低锡合金的工艺方法，其特征在于：工艺流程中的自来水清洗和蒸馏水或去离子水清洗目的是为了去除前处理过程中残留的溶液。
3.根据权利要求1所述的电镀高铁-低锡合金的工艺方法，其特征在于：所述有机溶剂是丙酮液。
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