CN114032589A - 一种电镀液及镍磷合金电镀层的制备方法 - Google Patents

一种电镀液及镍磷合金电镀层的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种电镀液及镍磷合金电镀层的制备方法，所述电镀液中各个组分的浓度为：硫酸镍：180～250g/L，氯化镍：35～45g/L，碳酸镍：20～30g/L，磷酸：25～35ml/L，亚磷酸：30～40g/L。该方法包括：将络合剂和光亮剂作为添加剂添加到所述电镀液中；将预处理的基体置于添加所述添加剂后的电镀液中电镀，得到镍磷合金电镀层。通过该方法，可以获取镍磷合金电镀层，该电镀层的耐腐蚀性盐雾试验达到了130小时，提高了产品耐受氯离子的腐蚀能力，大大优于镀镍层。且该制备方法过程简单，容易操作。

Description

一种电镀液及镍磷合金电镀层的制备方法
技术领域
本发明涉及电镀技术领域，具体而言，涉及一种电镀液及镍磷合金电镀层的制备方法。
背景技术
非晶态镍磷合金电镀层在结构上呈长程无序、短程有序状态，原子排列没有周期性和平移对称性，因此对各种腐蚀介质有很高的高耐蚀性，尤其是耐受氯离子的腐蚀能力，比传统的镀镍层具有较大的优势，同时还有优异的耐磨性、硬度、独特的磁性能。
现有技术中，普通镀镍层的耐腐蚀性差，且耐磨性差、硬度小，Cr-C-Si复合镀层的耐腐蚀性较好，但在制备该复合镀层时，其电沉积时阴极产生过量的氢进行镀层，使固定颗粒难于参杂进镀层内且金属铬本身的润泽性差。
针对现有技术中普通镀镍层的耐腐性差，以及Cr-C-Si复合镀层的耐腐蚀性较好，但在制备该复合镀层时，其固定颗粒难于参杂进镀层内且金属铬本身的润泽性差的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明实施例中提供一种电镀液及镍磷合金电镀层的制备方法，以解决现有技术中普通镀镍层的耐腐性差，以及Cr-C-Si复合镀层的耐腐蚀性较好，但在制备该复合镀层时，其固定颗粒难于参杂进镀层内且金属铬本身的润泽性差的问题。
为达到上述目的，一方面，本发明提供了一种电镀液，所述电镀液中各个组分的浓度为：硫酸镍：180～250g/L，氯化镍：35～45g/L，碳酸镍：20～30g/L，磷酸：25～35ml/L，亚磷酸：30～40g/L。
可选的，所述硫酸镍的浓度为180～240g/L。
另一方面，本发明提供了一种通过上述电镀液制备镍磷合金电镀层的制备方法，该制备方法包括：将络合剂和光亮剂作为添加剂添加到所述电镀液中；将预处理的基体置于添加所述添加剂后的电镀液中电镀，得到镍磷合金电镀层。
可选的，所述添加剂的浓度为：络合剂：15～25ml/L，光亮剂：1.5～2.0ml/L。
可选的，所述电镀的温度为60～70℃。
可选的，所述电镀的时间为：40～120min。
可选的，所述电镀的电流密度为：0.5～2.5A/dm2。
可选的，所述电镀液的PH值为：1.5～2.5。
本发明的有益效果：
本发明提供了一种电镀液及镍磷合金电镀层的制备方法，该电镀液中各个组分的浓度为：硫酸镍：180～250g/L，氯化镍：35～45g/L，碳酸镍：20～30g/L，磷酸：25～35ml/L，亚磷酸：30～40g/L。该方法包括：将络合剂和光亮剂作为添加剂添加到所述电镀液中；将预处理的基体置于添加所述添加剂后的电镀液中电镀，得到镍磷合金电镀层。通过该方法，可以获取镍磷合金电镀层，该电镀层的耐腐蚀性盐雾试验达到了130小时，提高了产品耐受氯离子的腐蚀能力，大大优于镀镍层。且该制备方法过程简单，容易操作。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种镍磷合金电镀层的制备方法的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅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它实施例，都属于本发明保护的范围。
现有技术中，普通镀镍层的耐腐蚀性差，且耐磨性差、硬度小，Cr-C-Si复合镀层的耐腐蚀性较好，但在制备该复合镀层时，其电沉积时阴极产生过量的氢进行镀层，使固定颗粒难于参杂进镀层内且金属铬本身的润泽性差。
而金属-氢系镀层，其中析出的氢渗入镀层之中容易造成镀层产生内应力和裂纹的原因，因此不使用金属-氢系镀层。
金属-金属系镀层，其中合金元素都为微量元素，不宜购买，价格高，因此也不使用金属-金属系镀层。
金属-非金属系：
Ni-S系非晶态电镀层，当S含量≤40％时可以形成非晶态镀层，且该非晶态镀层随含S量的降低向微晶集合体的镀层结构转变，总体不太好控制镀层，因此也不使用Ni-S系非晶态电镀层。
Ni-W系非晶态电镀层，当W含量高于44％时可以形成非晶态镀层。
Ni-P系非晶态电镀层，当P含量为20％时可以形成非晶态镀层，是最为快速和经济的方法，综上使用Ni-P系非晶态电镀层(镍磷合金电镀层)。
因而，本发明提供了一种电镀液及通过该电镀液制备镍磷合金电镀层的制备方法，其中，所述电镀液中各个组分的浓度为：硫酸镍：180～250g/L，氯化镍：35～45g/L，碳酸镍：20～30g/L，磷酸：25～35ml/L，亚磷酸：30～40g/L。
在一个优选的实施方式中，所述硫酸镍的浓度为180～240g/L，一般情况下，硫酸镍的浓度不超过240g/L，若超过该含量，其电镀层的镍含量增大，耐腐蚀性降低。
亚磷酸含量由低到高电镀层呈非晶态转化，含量在30～40g/L范围内较好，过低则电镀层呈晶态或微晶态，过高则形成的非晶态电镀层热力学稳定性变差。在实际工艺应用中，通过定期分析调整电镀中各个组分的浓度，使电镀液处于最佳工作状态。
图1是本发明实施例提供的一种镍磷合金电镀层的制备方法的流程图，如图1所示，该方法包括：
S101.将络合剂和光亮剂作为添加剂添加到所述电镀液中；
具体的，所述添加剂的浓度为：络合剂：15～25ml/L，光亮剂：1.5～2.0ml/L。
S102.将预处理的基体置于添加所述添加剂后的电镀液中电镀，得到镍磷合金电镀层。
具体的，所述电镀的温度为60～70℃。所述电镀的时间为：40～120min。所述电镀的电流密度为：0.5～2.5A/dm2。电流密度是电镀的重要参数，当硫酸镍含量为220g/L，亚磷酸为35g/L，温度为65℃，电流密度为0.5A/dm2，电镀100min条件下随着电流密度的提高，镀层厚度增加，当电流密度高于2.5A/dm2时，所得镀层结晶较粗、光泽度下降、时间边角部轻微发灰。电流密度太低，镀层增长速度慢，工作效率降低。因此，电流密度应该控制在0.5～2.5A/dm2范围内。所述电镀液的PH值为：1.5～2.5。
以下结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案：
实施例1
一种电镀液，该电镀液中各个组分的浓度为：硫酸镍：180g/L，氯化镍：35g/L，碳酸镍：20g/L，磷酸：25ml/L，亚磷酸：30g/L。将络合剂和光亮剂(络合剂：15～25ml/L，光亮剂：1.5～2.0ml/L。)作为添加剂添加到所述电镀液中；将预处理的基体置于添加所述添加剂后的电镀液中电镀，得到镍磷合金电镀层。所述电镀的温度为65℃。所述电镀的时间为：100min。所述电镀的电流密度为：1.5A/dm2。所述电镀液的PH值为：2。该实施例中得到的镀层厚度为10.2μm，其耐腐蚀良好。
实施例2
一种电镀液，该电镀液中各个组分的浓度为：硫酸镍：200g/L，氯化镍：37g/L，碳酸镍：22g/L，磷酸：26ml/L，亚磷酸：32g/L。将络合剂和光亮剂(络合剂：15～25ml/L，光亮剂：1.5～2.0ml/L。)作为添加剂添加到所述电镀液中；将预处理的基体置于添加所述添加剂后的电镀液中电镀，得到镍磷合金电镀层。所述电镀的温度为65℃。所述电镀的时间为：100min。所述电镀的电流密度为：1.5A/dm2。所述电镀液的PH值为：2。该实施例中得到的镀层厚度为16.3μm，其耐腐蚀良好。
实施例3
一种电镀液，该电镀液中各个组分的浓度为：硫酸镍：220g/L，氯化镍：38g/L，碳酸镍：23g/L，磷酸：27ml/L，亚磷酸：33g/L。将络合剂和光亮剂(络合剂：15～25ml/L，光亮剂：1.5～2.0ml/L。)作为添加剂添加到所述电镀液中；将预处理的基体置于添加所述添加剂后的电镀液中电镀，得到镍磷合金电镀层。所述电镀的温度为65℃。所述电镀的时间为：100min。所述电镀的电流密度为：1.5A/dm2。所述电镀液的PH值为：2。该实施例中得到的镀层厚度为24.4μm，其耐腐蚀良好。
实施例4
一种电镀液，该电镀液中各个组分的浓度为：硫酸镍：250g/L，氯化镍：39g/L，碳酸镍：24g/L，磷酸：28ml/L，亚磷酸：34g/L。将络合剂和光亮剂(络合剂：15～25ml/L，光亮剂：1.5～2.0ml/L。)作为添加剂添加到所述电镀液中；将预处理的基体置于添加所述添加剂后的电镀液中电镀，得到镍磷合金电镀层。所述电镀的温度为65℃。所述电镀的时间为：100min。所述电镀的电流密度为：1.5A/dm2。所述电镀液的PH值为：2。该实施例中得到的镀层厚度为28.3μm，其耐腐蚀良好。
实施例5
一种电镀液，该电镀液中各个组分的浓度为：硫酸镍：180g/L，氯化镍：40g/L，碳酸镍：25g/L，磷酸：30ml/L，亚磷酸：35g/L。将络合剂和光亮剂(络合剂：15～25ml/L，光亮剂：1.5～2.0ml/L。)作为添加剂添加到所述电镀液中；将预处理的基体置于添加所述添加剂后的电镀液中电镀，得到镍磷合金电镀层。所述电镀的温度为65℃。所述电镀的时间为：120min。所述电镀的电流密度为：1.5A/dm2。所述电镀液的PH值为：2。该实施例中得到的镀层厚度为10.6μm，其耐腐蚀良好。
实施例6
一种电镀液，该电镀液中各个组分的浓度为：硫酸镍：200g/L，氯化镍：40g/L，碳酸镍：25g/L，磷酸：30ml/L，亚磷酸：35g/L。将络合剂和光亮剂(络合剂：15～25ml/L，光亮剂：1.5～2.0ml/L。)作为添加剂添加到所述电镀液中；将预处理的基体置于添加所述添加剂后的电镀液中电镀，得到镍磷合金电镀层。所述电镀的温度为65℃。所述电镀的时间为：120min。所述电镀的电流密度为：1.5A/dm2。所述电镀液的PH值为：2。该实施例中得到的镀层厚度为16.2μm，其耐腐蚀良好。
实施例7
一种电镀液，该电镀液中各个组分的浓度为：硫酸镍：220g/L，氯化镍：40g/L，碳酸镍：25g/L，磷酸：30ml/L，亚磷酸：35g/L。将络合剂和光亮剂(络合剂：15～25ml/L，光亮剂：1.5～2.0ml/L。)作为添加剂添加到所述电镀液中；将预处理的基体置于添加所述添加剂后的电镀液中电镀，得到镍磷合金电镀层。所述电镀的温度为65℃。所述电镀的时间为：120min。所述电镀的电流密度为：1.5A/dm2。所述电镀液的PH值为：2。该实施例中得到的镀层厚度为24.1μm，其耐腐蚀良好。需要注意的是，该实施例得到的镍磷合金电镀层为最优的镍磷合金电镀层。
实施例8
一种电镀液，该电镀液中各个组分的浓度为：硫酸镍：240g/L，氯化镍：40g/L，碳酸镍：25g/L，磷酸：30ml/L，亚磷酸：35g/L。将络合剂和光亮剂(络合剂：15～25ml/L，光亮剂：1.5～2.0ml/L。)作为添加剂添加到所述电镀液中；将预处理的基体置于添加所述添加剂后的电镀液中电镀，得到镍磷合金电镀层。所述电镀的温度为65℃。所述电镀的时间为：120min。所述电镀的电流密度为：1.5A/dm2。所述电镀液的PH值为：2。该实施例中得到的镀层厚度为27.2μm，其耐腐蚀良好。
实施例9
一种电镀液，该电镀液中各个组分的浓度为：硫酸镍：180g/L，氯化镍：42g/L，碳酸镍：27g/L，磷酸：32ml/L，亚磷酸：36g/L。将络合剂和光亮剂(络合剂：15～25ml/L，光亮剂：1.5～2.0ml/L。)作为添加剂添加到所述电镀液中；将预处理的基体置于添加所述添加剂后的电镀液中电镀，得到镍磷合金电镀层。所述电镀的温度为65℃。所述电镀的时间为：130min。所述电镀的电流密度为：1.5A/dm2。所述电镀液的PH值为：2。该实施例中得到的镀层厚度为11.7μm，其耐腐蚀良好。
实施例10
一种电镀液，该电镀液中各个组分的浓度为：硫酸镍：200g/L，氯化镍：43g/L，碳酸镍：28g/L，磷酸：33ml/L，亚磷酸：37g/L。将络合剂和光亮剂(络合剂：15～25ml/L，光亮剂：1.5～2.0ml/L。)作为添加剂添加到所述电镀液中；将预处理的基体置于添加所述添加剂后的电镀液中电镀，得到镍磷合金电镀层。所述电镀的温度为65℃。所述电镀的时间为：130min。所述电镀的电流密度为：1.5A/dm2。所述电镀液的PH值为：2。该实施例中得到的镀层厚度为16.4μm，其耐腐蚀良好。
实施例11
一种电镀液，该电镀液中各个组分的浓度为：硫酸镍：220g/L，氯化镍：44g/L，碳酸镍：29g/L，磷酸：34ml/L，亚磷酸：38g/L。将络合剂和光亮剂(络合剂：15～25ml/L，光亮剂：1.5～2.0ml/L。)作为添加剂添加到所述电镀液中；将预处理的基体置于添加所述添加剂后的电镀液中电镀，得到镍磷合金电镀层。所述电镀的温度为65℃。所述电镀的时间为：130min。所述电镀的电流密度为：1.5A/dm2。所述电镀液的PH值为：2。该实施例中得到的镀层厚度为23.2μm，其耐腐蚀良好。
实施例12
一种电镀液，该电镀液中各个组分的浓度为：硫酸镍：250g/L，氯化镍：45g/L，碳酸镍：30g/L，磷酸：35ml/L，亚磷酸：40g/L。将络合剂和光亮剂(络合剂：15～25ml/L，光亮剂：1.5～2.0ml/L。)作为添加剂添加到所述电镀液中；将预处理的基体置于添加所述添加剂后的电镀液中电镀，得到镍磷合金电镀层。所述电镀的温度为65℃。所述电镀的时间为：130min。所述电镀的电流密度为：1.5A/dm2。所述电镀液的PH值为：2。该实施例中得到的镀层厚度为29.8μm，其耐腐蚀良好。
本发明的有益效果：
本发明提供了一种电镀液及镍磷合金电镀层的制备方法，该电镀液中各个组分的浓度为：硫酸镍：180～250g/L，氯化镍：35～45g/L，碳酸镍：20～30g/L，磷酸：25～35ml/L，亚磷酸：30～40g/L。该方法包括：将络合剂和光亮剂作为添加剂添加到所述电镀液中；将预处理的基体置于添加所述添加剂后的电镀液中电镀，得到镍磷合金电镀层。通过该方法，可以获取镍磷合金电镀层，该电镀层的耐腐蚀性盐雾试验达到了130小时，提高了产品耐受氯离子的腐蚀能力，大大优于镀镍层。且该制备方法过程简单，容易操作。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种电镀液，其特征在于，所述电镀液中各个组分的浓度为：
硫酸镍：180～250g/L，氯化镍：35～45g/L，碳酸镍：20～30g/L，磷酸：25～35ml/L，亚磷酸：30～40g/L。
2.根据权利要求1所述的电镀液，其特征在于：
所述硫酸镍的浓度为180～240g/L。
3.一种通过权利要求2所述电镀液制备镍磷合金电镀层的制备方法，其特征在于，该制备方法包括：
将络合剂和光亮剂作为添加剂添加到所述电镀液中；
将预处理的基体置于添加所述添加剂后的电镀液中电镀，得到镍磷合金电镀层。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述添加剂的浓度为：
络合剂：15～25ml/L，光亮剂：1.5～2.0ml/L。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：
所述电镀的温度为60～70℃。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：
所述电镀的时间为：40～120min。
7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：
所述电镀的电流密度为：0.5～2.5A/dm2。
8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：
所述电镀液的PH值为：1.5～2.5。
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