CN117144437A - 具有酸性亚锡盐浸蚀处理的不锈钢电镀方法 - Google Patents
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Abstract
提供一种具有酸性亚锡盐浸蚀处理的不锈钢电镀方法，属于不锈钢电镀技术领域。包括以下步骤：预清洗，装挂，碱除油，浸蚀，预镀镍，电镀或化学镀。在对不锈钢零件的电镀或化学镀的前处理中，通过在酸性亚锡盐浸蚀溶液中进行浸蚀处理，解决了原有不锈钢浸蚀存在的不足，提高了零件表面状态的一致性，提高了镀层与基体的结合力，从而提高了产品的质量和可靠性，具有溶液稳定，工艺控制容易，零件表面状态一致性好，镀层结合力好，浸蚀质量好，浸蚀效率高、时间短，对人体毒害小，对环境污染小，易于实施的优点。
Description
技术领域
本发明属于不锈钢电镀技术领域，具体涉及一种具有酸性亚锡盐浸蚀处理的不锈钢电镀方法，主要对各种不锈钢零件电镀或化学镀前的浸蚀方法进行改进。
背景技术
不锈钢具有优良的化学稳定性和良好的耐腐蚀性能，可分为马氏体不锈钢、奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢、奥氏体-铁素体(双相)不锈钢及沉淀硬化不锈钢等。广泛应用于航空航天、石油化工、食品机械、汽车、电子、建筑装饰及家用五金等行业。为赋予不锈钢表面导电、耐磨、焊接、美观等特殊性能，需要对不锈钢进行电镀或化学镀镍、铜、铬、锡、银、金等。但由于不锈钢中含有Cr、Ni、Co、Mo、Ti、W等合金元素极易钝化，使不锈钢的表面自然生成极薄而紧密的钝化膜，表面在常态下呈现钝化状态。这层钝化膜具有较强的抗腐蚀性，使不锈钢(尤其是奥氏体不锈钢)电镀较为困难，如不彻底去除钝化膜，镀层与基体的结合力就得不到保证。因此，不锈钢零件电镀或化学镀关键在镀前处理上，有效去除自然钝化膜，是保证镀层与基体结合力良好的前提。
不锈钢电镀工艺流程主要由除油、浸蚀、预镀和电镀等工序组成，其中除油、浸蚀、预镀属于前处理过程，浸蚀的主要目的是除去不锈钢在自然状态或经高温作业(如热处理等)产生的氧化膜，露出不锈钢原始表面。因此，在电镀前，必须将这些物质除去，露出新鲜的基体表面，以获得后续良好的镀层性能。因此，浸蚀是电镀前表面处理不可缺少的工序，是保证镀层质量的重要环节。
目前不锈钢(尤其是奥氏体不锈钢)电镀前浸蚀工序，通常采用含有高浓度硝酸和氢氟酸的强酸溶液，硝酸在浸蚀过程中会产生大量“黄烟”有毒物质，氢氟酸属于剧毒且挥发性强，溶液不稳定、工艺控制难度大，浸蚀质量差(零件表面状态不一致)、浸蚀时间长效率低，对人体的毒害大、对环境污染大。实施电镀后镀层结合力差，经常出现起皮、起泡、脱落等问题。
针对上述不锈钢电镀前处理存在的问题，需要研究开发新的浸蚀方法，在提高镀层结合力的同时，达到溶液稳定、浸蚀时间短、对人体毒害和环境污染小的要求十分必要。
发明内容
本发明解决的技术问题：提供一种具有酸性亚锡盐浸蚀处理的不锈钢电镀方法，本发明解决了原有电镀方法中不锈钢浸蚀存在的不足，提高了零件表面状态的一致性，提高了镀层与基体的结合力，从而提高了产品的质量和可靠性，具有溶液稳定、工艺控制容易，浸蚀质量好、镀层结合力好，浸蚀时间短、效率高，对人体毒害和环境污染小的优点。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案：
具有酸性亚锡盐浸蚀处理的不锈钢电镀方法，包括以下步骤：
1)预清洗：先将不锈钢零件用有机溶剂清洗干净，室温晾干30～60min；
2)装挂：将预清洗后的不锈钢零件采用合适的挂具装挂起来；
3)碱除油：将装挂好的不锈钢零件放入碱除油溶液中进行处理；
4)浸蚀：将碱除油后的不锈钢零件放在酸性亚锡盐浸蚀溶液中进行浸蚀处理；
5)预镀镍：对浸蚀处理后的不锈钢零件进行预镀镍；
6)电镀或化学镀：最后对预镀镍后的不锈钢零件按有关技术要求电镀或化学镀需要的镀层即可。
上述步骤3)中，所述碱除油溶液的成分为：氢氧化钠NaOH：35～45g/L，磷酸三钠Na3PO4·12H2O：20～30g/L，碳酸钠Na2CO3·10H2O：20～30g/L，硅酸钠Na2SiO3：3～5g/L；碱除油工艺参数：温度：60～80℃，电流密度：3～10A/dm2，时间：先阴极10～20min、后阳极5～10min,电极材料：钢板或镀镍钢板；或者碱除油工艺参数：温度：70～80℃，时间：20～30min。
上述步骤4)中，所述酸性亚锡盐浸蚀溶液成分和工艺参数为：氯化亚锡SnCl2·2H2O：15～25g，盐酸HCl：ρ为1.19g/mL的1L，甲醛HCHO：37％的50～70mL，温度：10～35℃，时间：2～3min；浸蚀应在有抽风条件下进行。
其中，所述酸性亚锡盐浸蚀溶液的配制：先在塑料、玻璃钢或陶瓷槽中加入计算量的盐酸，在不断搅拌下加入计算量的氯化亚锡，直至完全溶解；最后加入甲醛，搅拌均匀即可。
上述步骤5)中，所述预镀镍溶液的成分和工艺参数为：氯化镍NiCl2·6H2O：160～200g/L，盐酸HCl：ρ为1.19g/mL的100～134mL/L；温度：18～30℃，电流密度：5～8A/dm2，时间：2～5min，电极材料：NY1或NY2。
本发明与现有技术相比的优点：
1、本方案在对不锈钢零件的电镀或化学镀的前处理中，通过在酸性亚锡盐浸蚀溶液中进行浸蚀处理，解决了原有不锈钢浸蚀存在的不足，提高了零件表面状态的一致性，提高了镀层与基体的结合力，从而提高了产品的质量和可靠性，具有较大的应用价值；
2、本方案的浸蚀溶液中，氯化亚锡盐酸溶液具有强还原性，可将不锈钢表面的主要元素Fe、Cr、Mo、Ti、W等的高价氧化物还原，从而促使不锈钢表面的钝化膜溶解；盐酸在常温下对金属氧化物具有较强的浸蚀能力，但对钢铁等基体金属的溶解比较缓慢，在浸蚀溶液中主要促进氯化亚锡溶解，不至于形成碱性锡酸盐沉淀，保证溶液稳定；甲醛对金属离子具有一定还原性，同时还可以作为浸蚀的光亮剂和缓蚀剂，吸附在低点，促使高点腐蚀，使不锈钢表面腐蚀层更均匀；
3、本方案对不锈钢零件的电镀方法具有溶液稳定，工艺控制容易，零件表面状态一致性好，浸蚀质量好，镀层结合力好，浸蚀效率高、时间短，对人体毒害小，对环境污染小，易于实施的优点。
附图说明
图1为本发明的整体工艺流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，详述本发明的实施例。
实施例：具有酸性亚锡盐浸蚀处理的不锈钢电镀方法，用该方法处理的不锈钢零件不限制形状，参阅图1所示，包括以下步骤：
1)预清洗：先将不锈钢零件用汽油或其他有机溶剂清洗干净，室温晾干30～60min；
2)装挂：将预清洗后的不锈钢零件采用合适直径的纯铜丝或夹具装挂起来；
3)碱除油：将装挂好的不锈钢零件放入碱除油溶液中进行处理；
具体的，所述碱除油溶液的成分为：氢氧化钠NaOH：35～45g/L，磷酸三钠Na3PO4·12H2O：20～30g/L，碳酸钠Na2CO3·10H2O：20～30g/L，硅酸钠Na2SiO3：3～5g/L；碱除油工艺参数：温度：60～80℃，电流密度：3～10A/dm2，时间：先阴极10～20min、后阳极5～10min,电极材料：钢板或镀镍钢板；或者碱除油工艺参数：温度：70～80℃，时间：20～30min。
4)浸蚀：将碱除油后的不锈钢零件放在酸性亚锡盐浸蚀溶液中进行浸蚀处理，所用浸蚀溶液主要以氯化亚锡、盐酸成分为主、添加其它助剂而成。
具体的，所述酸性亚锡盐浸蚀溶液成分和工艺参数为：氯化亚锡SnCl2·2H2O：15～25g，盐酸HCl：ρ为1.19g/mL的1L，甲醛HCHO：37％的50～70mL，温度：10～35℃，时间：2～3min(可根据需要进行)；浸蚀应在有抽风条件下进行。
所述酸性亚锡盐浸蚀溶液的配制：先在塑料、玻璃钢或陶瓷槽中加入计算量的盐酸，在不断搅拌下加入计算量的氯化亚锡，直至完全溶解；最后加入甲醛，搅拌均匀即可。
酸性亚锡盐浸蚀溶液各成分的作用：
氯化亚锡：二水氯化亚锡是无色单斜棱柱体结晶，极易溶于稀的或浓的盐酸中。氯化亚锡盐酸溶液具有强还原性，可将不锈钢表面的主要元素Fe、Cr、Mo、Ti、W等的高价氧化物还原，从而促使不锈钢表面的钝化膜溶解。
盐酸：在常温下，盐酸对金属氧化物具有较强的浸蚀能力，但对钢铁等基体金属的溶解比较缓慢。在浸蚀溶液中主要促进氯化亚锡溶解，不至于形成碱性锡酸盐沉淀，保证溶液稳定。
甲醛：对金属离子具有一定还原性，同时还可以作为浸蚀的光亮剂和缓蚀剂，吸附在低点，促使高点腐蚀，使不锈钢表面腐蚀层更均匀。
5)预镀镍：对浸蚀处理后的不锈钢零件进行预镀镍；
具体的，所述预镀镍溶液的成分和工艺参数为：氯化镍NiCl2·6H2O：160～200g/L，盐酸HCl：ρ为1.19g/mL的100～134mL/L；温度：18～30℃，电流密度：5～8A/dm2，时间：2～5min，电极材料：NY1或NY2。
6)电镀或化学镀：最后对预镀镍后的不锈钢零件按有关技术要求电镀或化学镀需要的铜、镍、锡、银、金、装饰铬或其它镀层即可。
本发明对不锈钢零件的电镀或化学镀的前处理中，通过在酸性亚锡盐浸蚀溶液中进行浸蚀处理，解决了原有不锈钢浸蚀存在的不足，提高了零件表面状态的一致性，提高了镀层与基体的结合力，从而提高了产品的质量和可靠性，具有溶液稳定，工艺控制容易，零件表面状态一致性好，能够达到表面粗糙度Ra3.2um，镀层结合力好，按GB/T 5270测试镀层结合力，镀层与不锈钢基体结合良好，无起皮,无起泡,无脱落等；浸蚀质量好，浸蚀效率高、时间短(由10～20min缩短到2～3min)，对人体毒害小，对环境污染小，易于实施的优点。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (5)
1.具有酸性亚锡盐浸蚀处理的不锈钢电镀方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)预清洗：先将不锈钢零件用有机溶剂清洗干净，室温晾干30～60min；
2)装挂：将预清洗后的不锈钢零件采用合适的挂具装挂起来；
3)碱除油：将装挂好的不锈钢零件在碱除油溶液中进行处理；
4)浸蚀：将碱除油后的不锈钢零件放入酸性亚锡盐浸蚀溶液中进行浸蚀处理；
5)预镀镍：对浸蚀处理后的不锈钢零件进行预镀镍；
6)电镀或化学镀：最后对预镀镍后的不锈钢零件按有关技术要求电镀或化学镀需要的镀层即可。
2.根据权利要求1所述的具有酸性亚锡盐浸蚀处理的不锈钢电镀方法，其特征在于：上述步骤3)中，所述碱除油溶液的成分为：氢氧化钠NaOH：35～45g/L，磷酸三钠Na3PO4·12H2O：20～30g/L，碳酸钠Na2CO3·10H2O：20～30g/L，硅酸钠Na2SiO3：3～5g/L；碱除油工艺参数：温度：60～80℃，电流密度：3～10A/dm2，时间：先阴极10～20min、后阳极5～10min,电极材料：钢板或镀镍钢板；或者碱除油工艺参数：温度：70～80℃，时间：20～30min。
3.根据权利要求1所述的具有酸性亚锡盐浸蚀处理的不锈钢电镀方法，其特征在于：上述步骤4)中，所述酸性亚锡盐浸蚀溶液成分和工艺参数为：氯化亚锡SnCl2·2H2O：15～25g，盐酸HCl：ρ为1.19g/mL的1L，甲醛HCHO：37％的50～70mL，温度：10～35℃，时间：2～3min；浸蚀应在有抽风条件下进行。
4.根据权利要求3所述的具有酸性亚锡盐浸蚀处理的不锈钢电镀方法，其特征在于：所述酸性亚锡盐浸蚀溶液的配制：先在塑料、玻璃钢或陶瓷槽中加入计算量的盐酸，在不断搅拌下加入计算量的氯化亚锡，直至完全溶解；最后加入甲醛，搅拌均匀即可。
5.根据权利要求1所述的具有酸性亚锡盐浸蚀处理的不锈钢电镀方法，其特征在于：上述步骤5)中，所述预镀镍溶液的成分和工艺参数为：氯化镍NiCl2·6H2O：160～200g/L，盐酸HCl：ρ为1.19g/mL的100～134mL/L；温度：18～30℃，电流密度：5～8A/dm2，时间：2～5min，电极材料：NY1或NY2。
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