CN1157497C - 自催化镍-锡-磷合金镀液及其镀层 - Google Patents

Abstract

本发明是一种自催化镍—锡—磷合金镀液及其镀层，属化学镀；镀液由主盐，复合稳定剂、复合络合剂、复合促进剂、缓冲剂及其它助剂组成；镀液的pH4～6；沉积速度5～30μm/h；使用寿命6～14MTO；镀层化学成份：Ni 85～89%；Sn 2～4%；P 9～11%；镀层15μm无孔隙；硬度达1000HV；延展性4～6%，耐腐蚀性优异，广泛用于电子、航天航空、石油化工、机械制造的防腐以及电磁的屏蔽等领域。

Description

自催化镍-锡-磷合金镀液及其镀层

本发明是一种自催化镍-锡-磷合金镀液及其镀层，它属于化学镀。它包括主盐、还原剂、稳定剂、络合剂、缓冲剂、促进剂、润湿剂和无离子水。

自催化镀镍、镀层在镍盐水溶液中沉积而成不需要直流电，操作方便；可以在不同形状的金属或非金属材料表面沉积；镀层致密孔隙率低；耐腐蚀；耐磨；非磁性；而且具有良好的装饰效果。在电子工业、汽车工业、航天航空、石油化工等工业得到广泛应用。因此，一个世纪以来一直是防腐工业，学者专家研究的热门课题，而且研制稳定性好，沉积速度快的镀液和高耐蚀、高耐磨、致密无孔、装饰性好而且较薄的镀层一直是人们努力的方向。

在中国专利CN1040398A中公开了一种化学镀覆高耐蚀性非晶态镍磷合金的液及方法；它的目的是研究一种化学镀工艺，使镀液具有长的使用寿命和命合理的沉积速度，又能获得高耐腐蚀性镀层；它的构成是：

NiSO₄·6H₂O                0.10～0.13moL/L

NaH₂PO₂·H₂O             0.26～0.33moL/L

C₄H₉O₇+C₄H₇O₄N      0.16～0.26moL/L

NaAc                         0.10～0.18moL/L

C₁₂H₂₅SO₄Na               20～30PPm

KTO₃                         1～2PPm

H₂O                         余量

它的不足之处是镀液沉积速度慢、使用寿命较短，镀层延展性差、孔隙率高因此耐腐蚀性欠佳。

本发明的目的在于避免上述现有技术中的不足之处而提供一种沉积速度快、使用寿命长的镀液组合物，而且使沉积形成的镀层成为延展性好、孔率低、显微硬度高、腐蚀电位较低、装饰效果好。耐腐蚀性优异的理想的三元合金化学镀层。

本发明的目的可以通过以下措施来达到：

一个理想的镀层依赖于一种配伍合理镀液，本发明的镀液的成功之处在于采用复合稳定剂体系，复合络合剂体系，以及与之相适应的促进剂。本发明的镀液由以下组分构成：

NiSO₄·6H₂O                   0.04～0.23moL/L

NaH₂PO₂·H₂O                 0.19～0.98moL/L

SnCI₄·3H₂O                   0.03～0.18moL/L

Pb⁺⁺                            2～8PPm

Cd⁺⁺                            3～6PPm

复合羟基羧酸络合剂               0.02～0.1moL/L

CH₃COONa                       0.24～0.97moL/L

α-氨基酸促进剂                  0.001～0.024moL/L

表面活性剂                       10～35PPm

水                               余量。

本发明的目的还可通过以下措施来达到：本发明的自催化镍-锡-磷合金镀液所采用的复合羟基羧酸络合剂可以由α-羟基丙酸；α-羟基丁二酸；α，α’-二羟基丁二酸或其钠盐；β-羟基-β-羧基-戊二酸或其钾钠复盐复合而成。

下面提供一个复合羟基羧酸络合剂的优选的组成范围：

C₃H₆O₃                          0.12～1moL/L

C₄H₆O₄                          0.002～0.2moL/L

Na₃C₆H₅O₇·2H₂O              0.05～0.30moL/L

KNa₄H₄O₆·4H₂O                0.017～0.18moL/L

本发明的自催化镍-锡-磷合金镀液组成中的α-氨基酸促进剂可以是甘氨酸、丙氨酸、亮氨酸、光氨酸、谷氨酸、赖氨酸中的一种或两种以上复合。

下面提供一个由α-氨基酸复合而成的优选的促进剂范围：

甘氨酸                          0.001moL/L

丙氨酸                          0.005moL/L

光氨酸                          0.001moL/L

本发明的镍-锡-磷合金镀液的促进剂也可以只用光氨酸一种。

本发明的自催化镍-锡-橉合金镀液组成中的表面活性剂主要起润湿作用，阴离子表面活性剂较好，可用C₁₂H₂₅SO₄Na。

本发明的自催化镍-锡-磷合金镀液可达到如下技术指标：

PH                              4～6

沉积速度(μm/h)                5～30

使用寿命MTO                    6～14

利用本发明的自催化镍-锡-磷合金镀液沉积而成的化学镀层具有以下技术特征：

a.镀层化学成分：       wt％

Ni                    85～89

Sn                    2～4

P                     9～11

b.孔隙率15μm          无

c.显微硬度HV           950～1000

d.延展性％             4～6

e.浓硝酸变色试验min    12～30

f.中性盐雾试验20μm    960～150小时

g.腐蚀电位3.5％NaCI  -200～500mv

h.卫生安全性           符合国家饮用水卫生标准

本发明下面结合实施例做进一步详述

表1实施例1～5配方

                   表II1～5镀层性能指标

本发明相比现有技术如下优点：

1.镀液稳定性好、沉积速度快；

2.镀层延展性好、硬度高；

3.镀层孔隙率低、腐蚀电位低，耐腐蚀优异；

4.装饰较果好；

5.可广泛用于电子电器、航空航天、石油化工、机械制造、油气输送管线、自来水输送管线管件的镀覆防腐装饰；亦可用于电磁波屏蔽。

Claims (8)

1、一种自催化镍-锡-磷合金镀液，包括主盐、还原剂、稳定剂、络合剂、缓冲剂，促进剂、润湿剂；其特征在于由以下组分构成：

NiSO₄·6H₂O        0.04～0.23moL/L，

NaH₂PO₂·H₂O      0.19～0.98moL/L，

SnCl₄·3H₂O        0.03～0.18moL/L，

Pb²⁺                  2～8PPM，

Cd²⁺                  3～6PPM，

复合羟基羧酸络合剂     0.02～0.1moL/L，

CH₃COONa             0.24～0.97moL/L，

α-氨基酸促进剂        0.001～0.024moL/L，

表面活性剂             10～35PPM，

水                     余量；

其中：

复合羟基羧酸络合剂由α-羟基丙酸；α-羟基丁二酸，α，α’-二羟基丁二酸或其钠盐；β-羟基-β-羧基戊二酸或其钾、钠复盐复合而成；α-氨基酸促进剂是甘氨酸、丙氨酸、亮氨酸、光氨酸、谷氨酸、赖氨酸中的一种或两种以上复合。

2、按照权利要求1的自催化镍-锡-磷合金镀液，其特征在于所述之复合羟基羧酸络合剂的一个组成范围是：

C₃H₆O₃                    0.12～1moL/L

C₄H₆O₄                    0.002～0.20moL/L，

Na₃C₆H₅O₇·2H₂O       0.05～0.30moL/L，

KNaC₄H₄O₆·4H₂O         0.017～0.18moL/L。

3、按照权利要求1的自催化镍-锡-磷合金镀液，其特征在于所述之α-氨基酸促进剂由甘氨酸、丙氨酸、光氨酸复合而成，其组成范围是：

甘氨酸                    0.001moL/L，

丙氨酸                    0.005moL/L，

光氨酸                    0.001moL/L。

4、按照权利要求T的自催化镍-锡-磷合金镀液，其特征在于所述之α-氨基酸、促进剂是光氨酸。

5、按照权利要求1的自催化镍-锡-磷合金镀液，其特征在于所述之表面活性剂是阴离子表面活性剂。

6、按照权利要求1的自催化镍-锡-磷合金镀液，其特征在于所述之表面活性剂是C₁₂H₂₅SO₄Na。

7、按照权利要求1的自催化镍-锡-磷合金镀液，其特征在于所配制的镀液达到如下技术指标：

PH                         4～6，

沉积速度μm/h              5～30，

使用寿命MTO                6～14。

8、利用权利要求1自催化镍-锡-磷合金镀液所沉积的化学镀层，其特征在于：

a.镀层化学成分：           wt％

Ni                        85～89

Sn                        2～4

P                         9～11

b.孔隙率15μm              无

c.显微硬度HV               950～1000

d.延展性％                 4～6

t.浓硝酸变色试验min        12～30

f.中性盐雾试验20μm        960～1500小时

g.腐蚀电位3.5％NaCI      -200～500mv

h.卫生安全性               符合国家饮用水卫生标准。