CN114941135A - 一种经济环保型化学镀镍稳定剂的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种经济环保型化学镀镍稳定剂的应用，包括以下步骤：⑴将六水合硫酸钠、次磷酸钠、乳酸、乙酸钠、柠檬酸钠与去离子水混合并溶解，得到混合液；⑵在所述混合液中加入轻金属无机盐稳定剂作为稳定剂并调节pH值，得到金属离子总浓度为3~10 mg/L的镀镍液；⑶加热所述镀镍液至工作温度后，将待镀工件浸泡在所述镀镍液中，经化学镀镍后取出工件，清洗干燥即可。本发明通过添加无毒性、低成本的可溶性镁、铝的无机盐替代现有的硫脲、重金属离子和有机高分子物质作为化学镀镍的稳定剂，不仅价格低廉、不具毒性，减轻了槽液维护和废水处理的压力，而且在大幅提高的镀液稳定性的同时，还能保持较高的镀速，从而有效控制了生产成本和保证了生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及化学镀镍工艺，尤其涉及一种经济环保型化学镀镍稳定剂的应用。
背景技术
金属镍具有良好的塑韧性、耐蚀性和抗氧化性。化学镀镍是通过还原剂与镍离子在工件表面的催化作用下进行反应，使镍离子还原并沉积。其中，以次磷酸钠为还原剂的化学镀镍液的使用最为广泛。这种镀镍层中含有磷元素，可以大幅提高镍层的硬度和耐蚀性，可作为耐磨/耐蚀防护性镀层使用。
化学镀镍的镀速相比于电镀镍明显较低，镀厚镍时需要较长的时间。在长时间的化学镀镍过程中，溶液中的镍离子容易变得不稳定并在容器内壁开始沉积，这将造成化学原料的大量损耗，也使镀液和镀槽的维护变得困难。为此，需要在镀液中添加稳定剂以抑制镍离子在容器内壁的沉积。
目前广泛使用的稳定剂主要是硫脲、重金属离子和有机高分子等。这些物质都具有一定的毒性，造成较大的废水处理和环境污染的压力。其中，硫脲和重金属离子还对镀速有较大影响，因此无法通过大量添加获得很高的镀液稳定性。而有机高分子物质则比较容易在镀层中夹杂，影响镀层质量。同时，有机物添加剂也会使镀液的维护变得更加复杂和困难。同时有机高分子稳定剂的价格相对都比较昂贵。
综上所述，目前尚没有一种无毒性、低成本且能大幅提高化学镀镍液的稳定性，同时还能保持较快镀速的稳定剂。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种无毒性、低成本、镀速快的经济环保型化学镀镍稳定剂的应用。
为解决上述问题，本发明所述的一种经济环保型化学镀镍稳定剂的应用，包括以下步骤：
⑴将六水合硫酸钠、次磷酸钠、乳酸、乙酸钠、柠檬酸钠与去离子水混合并溶解，得到混合液；
⑵在所述混合液中加入轻金属无机盐稳定剂作为稳定剂并调节pH值在4~6之间，得到金属离子总浓度为3~10 mg/L的镀镍液；
⑶加热所述镀镍液至工作温度后，将待镀工件浸泡在所述镀镍液中，经化学镀镍后取出工件，清洗干燥即可。
所述步骤⑴中混合液中六水合硫酸镍的浓度为25~35 g/L，次磷酸钠的浓度为20~35 g/L，乳酸的浓度为10~20 g/L、乙酸钠的浓度为5~15 g/L、柠檬酸钠的浓度为5~10g/L。
所述步骤⑵中轻金属无机盐稳定剂由镁的可溶性无机盐和铝的可溶性无机盐组成，两者的比例根据实际生产中对于稳定性和镀速的要求而定。
所述步骤⑶中化学镀镍的工作温度≥90 ℃，时间≥2小时。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
本发明通过添加无毒性、低成本的可溶性镁、铝的无机盐替代现有的硫脲、重金属离子和有机高分子物质作为化学镀镍的稳定剂，通过控制镁、铝离子的总浓度及其比例，可以在镀液的稳定性和镀速之间获得良好的平衡。这种新型稳定剂不仅价格低廉、不具毒性，减轻了槽液维护和废水处理的压力，而且在大幅提高的镀液稳定性的同时，还能保持较高的镀速，从而有效控制了生产成本和保证了生产效率。
具体实施方式
一种经济环保型化学镀镍稳定剂的应用，包括以下步骤：
⑴将六水合硫酸钠、次磷酸钠、乳酸、乙酸钠、柠檬酸钠与去离子水混合并溶解，得到混合液；混合液中六水合硫酸镍的浓度为25~35 g/L，次磷酸钠的浓度为20~35 g/L，乳酸的浓度为10~20 g/L、乙酸钠的浓度为5~15 g/L、柠檬酸钠的浓度为5~10g/L。
⑵在混合液中加入轻金属无机盐稳定剂作为稳定剂并调节pH值在4~6之间，得到金属离子总浓度为3~10 mg/L的镀镍液。
轻金属无机盐稳定剂由镁的可溶性无机盐和铝的可溶性无机盐组成，两者的比例根据实际生产中对于稳定性和镀速的要求而定。两种离子均具有提高镀液稳定性和保持镀速的作用，其中铝离子提高镀液稳定性的作用更强，而镁离子保持镀速的作用更强。
⑶加热镀镍液至工作温度后，将待镀工件浸泡在镀镍液中进行化学镀镍，化学镀镍的工作温度≥90 ℃，时间≥2小时，然后取出工件，清洗干燥即可。
实施例1：不锈钢球阀表面化学镀高磷厚镍
球阀是用于流体的调节与控制的部件，与阀座之间存在剪切摩擦。不锈钢球阀广泛应用于石油化工等领域，对其表面的耐磨/耐蚀性有着较高的要求，需要在表面化学镀高磷厚镍以满足使用需求。不锈钢球阀表面的化学镀镍层一般要求在30微米左右，对镀液的稳定性和镀速都有较高的要求。此时，铝、镁离子的比较应大致相当，并且稳定剂的总量适当偏向上限。具体过程如下：
⑴将六水合硫酸钠、次磷酸钠、乳酸、乙酸钠、柠檬酸钠与去离子水混合并溶解，得到混合液；混合液中六水合硫酸镍的浓度为30 g/L，次磷酸钠的浓度为25 g/L，乳酸的浓度为18 g/L、乙酸钠的浓度为10 g/L、柠檬酸钠的浓度为10 g/L。
⑵在混合液中加入氯化镁和硫酸铝，镁离子与铝离子比例为1:1，离子总浓度为8mg/L，调节溶液pH值至5左右。
⑶加热镀镍液至90 ℃后，将经过前处理的不锈钢球阀浸泡在镀镍液中，化学镀镍3小时后取出球阀，清洗干燥即可。
在此条件下，球阀表面镀镍层的磷含量约11%，镍层厚度约为33微米。并且容器内壁无明显镍的沉积。
实施例2：氯碱工业用控制阀化学镀高磷厚镍
在氯碱工业中应用于氢氧化钠浓缩的阀门件可以采用低碳钢表面镀高磷厚镍，这样不仅使其耐蚀性达到不锈钢的两倍以上，而且价格成本还大幅降低。这种阀门件表面的化学镀镍层厚度一般要达到50微米以上，所需镀镍时间很长，对镀液的稳定性要求很高。因此，稳定剂使用上限量，并且其中铝离子的比例要适当提高。具体过程如下：
⑴将六水合硫酸钠、次磷酸钠、乳酸、乙酸钠、柠檬酸钠与去离子水混合并溶解，得到混合液；混合液中六水合硫酸镍的浓度为25 g/L，次磷酸钠的浓度为20 g/L，乳酸的浓度为15 g/L、乙酸钠的浓度为8 g/L、柠檬酸钠的浓度为8 g/L。
⑵在混合液中加入氯化镁和硫酸铝，镁离子与铝离子比例为1:3，离子总浓度为10mg/L，调节溶液pH值至4.5左右。
⑶加热镀镍液至90 ℃后，将经过前处理的控制阀浸泡在镀镍液中，化学镀镍5.5小时后取出控制阀，清洗干燥即可。
在此条件下，控制阀表面镀镍层的磷含量约10 %，镍层厚度约为50微米。并且容器内壁无明显镍的沉积。
实施例3：印刷工业用辊筒表面化学镀镍
印刷工业用辊筒长期与油墨相接触，会受到一定的腐蚀，可在表面化学镀20微米左右的镍层进行防护。此时镀镍层厚度相对比较薄，镀镍时间较短，稳定剂用量可偏向下限，并且其中镁离子的比例可适当增加，以提高生产效率。具体过程如下：
⑴将六水合硫酸钠、次磷酸钠、乳酸、乙酸钠、柠檬酸钠与去离子水混合并溶解，得到混合液；混合液中六水合硫酸镍的浓度为25 g/L，次磷酸钠的浓度为20 g/L，乳酸的浓度为15 g/L、乙酸钠的浓度为8 g/L、柠檬酸钠的浓度为8 g/L。
⑵在混合液中加入氯化镁和硫酸铝，镁离子与铝离子比例为3:1，离子总浓度为5mg/L，调节溶液pH值至5左右。
⑶加热镀镍液至90 ℃后，将经过前处理的辊筒浸泡在镀镍液中，化学镀镍2小时后取出辊筒，清洗干燥即可。
在此条件下，辊筒表面镀镍层的磷含量约10 %，镍层厚度约为25微米。并且容器内壁无明显镍的沉积。
Claims (4)
1.一种经济环保型化学镀镍稳定剂的应用，包括以下步骤：
⑴将六水合硫酸钠、次磷酸钠、乳酸、乙酸钠、柠檬酸钠与去离子水混合并溶解，得到混合液；
⑵在所述混合液中加入轻金属无机盐稳定剂作为稳定剂并调节pH值在4~6之间，得到金属离子总浓度为3~10 mg/L的镀镍液；
⑶加热所述镀镍液至工作温度后，将待镀工件浸泡在所述镀镍液中，经化学镀镍后取出工件，清洗干燥即可。
2.如权利要求1所述的一种经济环保型化学镀镍稳定剂的应用，其特征在于：所述步骤⑴中混合液中六水合硫酸镍的浓度为25~35 g/L，次磷酸钠的浓度为20~35 g/L，乳酸的浓度为10~20 g/L、乙酸钠的浓度为5~15 g/L、柠檬酸钠的浓度为5~10g/L。
3.如权利要求1所述的一种经济环保型化学镀镍稳定剂的应用，其特征在于：所述步骤⑵中轻金属无机盐稳定剂由镁的可溶性无机盐和铝的可溶性无机盐组成，两者的比例根据实际生产中对于稳定性和镀速的要求而定。
4.如权利要求1所述的一种经济环保型化学镀镍稳定剂的应用，其特征在于：所述步骤⑶中化学镀镍的工作温度≥90 ℃，时间≥2小时。
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