CN111826696B - 一种黑色表面复合镀层及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种黑色表面复合镀层及其制备方法，所述的黑色表面镀层是在基材表面依次镀有电镀铜层、黑镍层和六价黑铬层。方法包括如下步骤：(i)电镀前处理，将金属基材表面清洗干净；(ii)电镀铜层，在(i)得到的洁净基材上镀电镀铜层；(iii)电镀黑镍层,在(ii)得到的洁净铜层上进行电镀黑镍处理；(iv)电镀黑铬层,在(iii)得到的洁净黑镍层上进行电镀黑铬处理。本发明方法制备得到的黑色镀层不仅具备消光的黑色泽、且具有耐腐蚀、高硬度的优点。

Description

一种黑色表面复合镀层及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种黑色表面复合镀层及其制备方法。
背景技术
传统厨卫五金产品为了满足防腐性能要求，表面基本采用白铬镀层，呈现单一的金属色调。2018年以来，随着厨卫产品向着时尚化、功能化、智能化等方向发展以及黑色系后现代工业风在全球范围内风靡，黑色系厨卫产品越来越受消费者的青睐，也是科勒、高仪、汉斯格雅等国际卫浴知名企业争先发展的重要方向之一。目前黑色厨卫五金产品主要通过表面烤漆技术来实现的，即在厨卫五金表面喷涂一层黑色涂料，并固化制得烤漆层，但烤漆层硬度低、不耐刮擦、没有金属质感，档次较低，远不能满足用户的需求。
部分高端产品采用电镀黑铬镀层，黑铬镀层金属质感强、硬度、耐磨性和耐腐蚀性好。如专利CN205556812U公开了一种在金属基体上采用预镀铜层、中间镀铜层、光亮镀铜层、镀镍层、高耐蚀性三价铬白铬镀层、三价铬黑铬镀层的组合工艺，可以获得高耐腐蚀性(中性盐雾试验96h，镀件表面无白色腐蚀物生成)三价铬电镀黑铬复合镀层。但三价黑铬镀层的黑度和耐腐蚀性远低于六价黑铬镀层。
烤黑漆产品和电镀六价黑铬都可以获得高黑度的外观，但现有高黑度的黑色产品抗刮擦效果较差，如烤黑漆产品轻微摩擦多次后，容易出现大面积镀层脱落，导致底层基材裸露出来；采用水雾镍+六价黑铬复合出的黑色新材料产品遇到尖锐产品，顶层黑铬表面易留划痕，容易看到底层的水雾镍材料，底层水雾镍和表层黑铬层颜色对比差异明显。
发明内容
本发明的主要目的，在于提供一种黑色表面处理方法。
本发明解决其技术问题的所采用的技术方案是：
一种黑色表面复合镀层，在基材表面依次镀有电镀铜层、黑镍层和六价黑铬层。其中，电镀铜层的厚度范围为10μm-30μm，铜层主要起整平的作用，如果铜层的厚度小于10μm,则基材表面容易不平整，如果大于30μm，则整平的成本较高；黑镍层的厚度范围为10μm-30μm，如果低于10μm,镀层的硬度不足，如果高于30μm，则成本过高；六价黑铬层的厚度范围为0.1μm-5μm，如果低于0.1μm,镀层的硬度不足，如果高于5μm，则成本过高。
优选地，电镀铜层的厚度范围为15μm-25μm，黑镍层的厚度范围为15μm-25μm，六价黑铬层的厚度范围为1μm-5μm。
在本发明的较佳实施例中，所述的黑镍层采用包括如下的方法得到：黑镍电镀液中，氯化镍含量为150-250g/L，氯化亚锡含量为30-50g/L，如果氯化镍含量高于250g/L，会引起阳极过腐蚀或不规则溶解，产生大量阳极泥，容易导致镀层产生粗糙或毛刺；如果低于150g/L，不能改善阳极的溶解性，镀液走位差，降低电流效率，高电流密度区易烧焦。氯化亚锡含量高于50g/L，镀层会发花，结合力差，有脆性；如果低于30g/L，镀层发灰，粗糙，呈现彩虹色；电镀工艺条件为：温度40-80℃，PH值1.5-4.5，电镀密度0.05-5A/dm2,电镀时间1800s-3600s。
在本发明的较佳实施例中，所述的基材包括铝合金、铜合金、锌合金、或不锈钢中的至少一种。
本发明还提供所述的一种黑色表面复合镀层的制备方法，包括如下主要步骤：
(i)电镀前处理，将金属基材表面清洗干净；
(ii)电镀铜层，在(i)得到的洁净基材上镀电镀铜层；
(iii)电镀黑镍层,在(ii)得到的洁净铜层上进行电镀黑镍处理；
(iv)电镀黑铬层,在(iii)得到的洁净黑镍层上进行电镀黑铬处理。
在本发明的较佳实施例中，步骤(iii)的黑镍电镀液中，氯化镍含量为150-250g/L，氯化亚锡含量为30-50g/L；电镀工艺条件为：温度40-80℃，PH值1.5-4.5，电镀密度0.05-5A/dm2,电镀时间1800s-3600s。
在本发明的较佳实施例中，步骤(iii)的黑镍电镀液中，氯化镍含量为200-250g/L，氯化亚锡含量为40-50g/L。
在本发明的较佳实施例中，步骤(iii)的电镀工艺条件为：温度50-70℃，PH值2.0-4.0，电镀密度0.05-2A/dm2,电镀时间2700s-3600s。
在本发明的较佳实施例中，黑镍电镀液为：NiCl2浓度150-250g/L，SnCl2浓度30-50g/L，ST安定剂150-250g/L，ST-BK 60-100mL/L；其中，所述的ST安定剂和ST-BK为意笙企业股份有限公司产品。
在本发明的较佳实施例中，黑镍电镀液为：NiCl2浓度220g/L，SnCl2浓度45g/L，ST安定剂180g/L，ST-BK 80mL/L；其中，所述的ST安定剂和ST-BK为意笙企业股份有限公司产品。
本发明技术方案与背景技术相比，具有如下优点：
本发明提供一种金属基材上黑色表面处理的方法，在电镀铜层的基础上，采用电镀沉积制备了黑镍，进而取代常规半光镍和全光镍电镀来调制产品的光泽度(起到消光作用)，然后再镀一层黑铬，具体而言，在金属基材表面依次电镀铜层、黑镍层和六价黑铬层；所述复合双黑色镀层不仅具备消光的黑色泽、且具有耐腐蚀、高硬度的优点。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1为本发明的镀层的结构示意图。1—基材；2—锌层；3—预镀镍层；4—铜层；5—黑镍层；6—黑铬层
具体实施方式
以下实施例以铝合金基材电镀为例。
主要包括以下步骤：
1、电镀前处理
主要对基材进行镜面抛光处理和清洗处理。其中抛光处理主要涉及到开皮、研磨、整平和镜面精抛工艺，清洗处理分别通过超声波除蜡、超声波除油、电解、纯水清洗方式来实现表面精细清洗。
2、两次浸锌处理
在洁净的基材上分别进行一次浸锌、退锌、二次浸锌，进而获得均匀、细致、致密、附着力良好的锌层；
3、电镀高整平度的金属铜复合镀层
在洁净的锌层上分别镀一层打底镍、硫酸铜，进而实现产品的高整平度。
(1)打底镍镀液及工艺：NiSO4·6H2O浓度200g/L，NiCL2·6H2O浓度60g/L，H3BO3浓度45g/L，其工艺条件为：温度55℃，pH值8，电压3.5V，电流450A，波美度20Be，时间600s；
(2)硫酸铜镀液及工艺：CuSO4·5H2O浓度200g/L，H2SO4浓度70g/L，其工艺条件为：温度25℃，pH值8，电压4V，电流750A，波美度20Be，时间1800s；
4、电镀消光的双黑金属层
(1)黑镍镀液及工艺：NiCl2浓度220g/L，SnCl2浓度45g/L，ST安定剂180g/L，ST-BK80mL/L；其工艺条件为：温度60℃，pH值3.5，电流密度1A/dm2，时间1800s；以上NiCl2、SnCl2、ST安定剂和ST-BK为意笙企业股份有限公司产品。
(2)六价黑铬镀液及工艺：铬酸浓度280g/L，BK-740黑铬添加剂(瑞期精细化学工程有限公司)10g/L；其工艺条件为：温度17℃，电流密度20A/dm2，时间1200s。
实施例2
制备方法与实施例1基本相同，所不同的是，在电镀黑镍层时，改变黑镍电镀时间，黑镍电镀时间2700s。
实施例3
制备方法与实施例1基本相同，所不同的是，在电镀黑镍层时，改变黑镍电镀时间，黑镍电镀时间3000s。
实施例4
制备方法与实施例1基本相同，所不同的是，在电镀黑镍层时，改变黑镍电镀时间，黑镍电镀时间3300s。
实施例5
制备方法与实施例1基本相同，所不同的是，在电镀黑镍层时，改变黑镍电镀时间，黑镍电镀时间3600s。
对比例1
制备方法与实施例1基本相同，所不同的是，在电镀黑镍层时，改变黑镍电镀时间，黑镍电镀时间1500s。
对比例2
制备方法与实施例1基本相同，所不同的是，在硫酸铜层与六价黑铬层之间直接电镀水雾镍，用水雾镍取代黑镍层。水雾镍镀液及工艺：NiSO4浓度440g/L，NiCl2浓度40g/L，H3BO3浓度45g/L，SatinKote Part A添加剂20mL/L，SatinKote Part B添加剂20mL/L，SatinKote Pearl Additive沙丁剂0.7mL/L；其工艺条件为：温度55℃，pH值4.0，电压7V，电流1000A，波美度35Be，时间1200s；以上SatinKote Part A添加剂、SatinKote Part B添加剂和SatinKote Pearl Additive沙丁剂为美国Canning Gumm公司产品。
表一:本发明实施例和对比例的相关测试结果和观察结果
Figure BDA0002585733150000051

Claims (7)

1.一种黑色表面复合镀层，其特征在于，在基材表面依次镀有电镀铜层、黑色锡镍合金层和六价黑铬层；其中，电镀铜层的厚度范围为10μm-30μm，黑色锡镍合金层的厚度范围为10μm-30μm，六价黑铬层的厚度范围为0.1μm-5μm；所述的黑色锡镍合金层采用包括如下的方法电镀得到：黑色锡镍合金电镀液为：NiCl2浓度150-250 g/L，SnCl2浓度30-50 g/L，ST安定剂150-250 g/L，ST-BK 60-100 mL/L；其中，所述的ST 安定剂和ST-BK为意笙企业股份有限公司产品，电镀工艺条件为：温度40-80℃，pH值1.5-4.5，电镀密度0.05-5A/dm2,电镀时间1800s-3600s；所述的六价黑铬电镀液中包括铬酸以及BK-740黑铬添加剂。
2.如权利要求1所述的一种黑色表面复合镀层，其特征在于，电镀铜层的厚度范围为15μm-25μm，黑色锡镍合金层的厚度范围为15μm-25μm，六价黑铬层的厚度范围为1μm-5μm。
3.如权利要求1所述的一种黑色表面复合镀层，其特征在于，所述的基材包括铝合金、铜合金、锌合金、或不锈钢中的至少一种。
4.如权利要求1至3任一项所述的一种黑色表面复合镀层的制备方法，包括如下主要步骤：
（i）电镀前处理，将金属基材表面清洗干净；
（ii）电镀铜层，在（i）得到的洁净基材上镀电镀铜层；
（iii）电镀黑色锡镍合金层,在（ii）得到的洁净铜层上进行电镀黑色锡镍合金处理；
（iv）电镀黑铬层,在（iii）得到的洁净黑色锡镍合金层上进行电镀黑铬处理。
5.如权利要求4所述的一种黑色表面复合镀层的制备方法，其特征在于步骤（iii）的黑色锡镍合金电镀液中，氯化镍含量为200-250g/L，氯化亚锡含量为40-50g/L。
6.如权利要求4所述的一种黑色表面复合镀层的制备方法，其特征在于步骤（iii）的电镀工艺条件为：温度50-70℃，PH值2.0-4.0，电镀密度0.05-2A/dm2,电镀时间2700s-3600s。
7.如权利要求4所述的一种黑色表面复合镀层的制备方法，其特征在于，黑色锡镍合金电镀液为：NiCl2浓度220 g/L，SnCl2浓度45 g/L，ST 安定剂180 g/L，ST-BK 80 mL/L；其中，所述的ST 安定剂和ST-BK为意笙企业股份有限公司产品。
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