CN1389598A - 一种低温低浓度纳米复合镍多层组合的电镀方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是利用AL2O3纳米微粉同镍离子一道在低温度,低镍浓度镀液中,经电化学共沉积得到Al2O3/Ni纳米复合层,通过与其他镀层的多层组合,镀覆在钢铁、锌及铝合金其材上,形成一种具有高效防腐蚀性能和镜面光亮装饰性保护层的电镀方法。镀层的组合方式为纳米复合镍/光亮镍/铬和纳米复合镍/光亮镍/纳米复合光亮镍/铬。该方法稳定可靠,可降低镀镍成本,采用的是低温、低浓度工艺有利于环保和节能。
Description
本发明是利用三氧化二铝纳米微粉与镍离子在低温度、低镍浓度镀液中，经电化学共沉积得到的AL2O3/Ni纳米复合层，通过与其他镀层的多层组合，镀覆在钢铁、锌及铝合金基材上，形成一种具有高效耐蚀和光亮装饰性保护层的电镀方法。
以往的复合电镀使用的固体微粉粒径都在微米量级上，所获得到镀层无光粗糙，不能运用在装饰性电镀上。用于防腐蚀装饰性的镀层大都采用：铜/镍/铬、半光无硫镍/光亮光镍/铬，半光无硫镍/高硫镍/光亮镍/镍/铬。半光无硫镍/高硫镍/光亮镍/镍封/铬等等多层镍组合方式。为了保证镀层的防腐蚀性能，组合镀层必须有一定的厚度，通常在19um-32mv之间。同时多层镍间还必须保证有一定的电位差。半光无硫镍/光亮镍在120-140um，光亮镍/高硫镍右20-40mv。另外在镀镍工艺中，镀液的含镍量高，操作温度高至50-65℃。因而现有的电镀方法存在着：(1)组合镀层极限厚度最低在19um，生产成本偏高。(2)对于多层镍间的电位在工艺的维护及保证较为困难。(3)工艺规范的高镍浓度和高温操作给环保和能源带来不利因素。
本发明的目的是提供一种低温度、低浓度纳米复合镍多层组合的电镀方法。组合镀层具有高效的耐蚀性和光亮装饰性。
本发明的目的是这样实现的：在镀液中添加AL2O3纳米微粉同镍离子一道共沉积，得到AL2O3/Ni纳米复合镀层，其工艺规范是硫酸镍100-250g/L，三氧化二铝微粉(10-500nm)10-20g/L，十二烷基三甲基氯化铵0.05-0.1g/L糖精0.6-1g/L，PH3.5-4.5，温度30-60℃，阴极电流密度4-8A/dm2，采用机械搅拌或空气搅拌。
在纳米复合电镀中纳米材料的特性对镀液和镀层的化学和电化学产生某些特殊作用的纳米效应，(1)对镀液产生超电导效应和阴极极化效应，实现了低温、低浓度工艺，同时镀液分散力和整平性都有所改善。(2)由于纳米微粉在电沉积过程中的无序分散阻隔了镍生长的连续相，从而使镍与微粒间形成了有序的纳米结构。正是有这种结构，纳米复合镀层的孔隙极小，化学及电化学惰性增强，镀层具有了非金属的特征。由些耐蚀性大大提高，同时镀层的硬度与韧性也同步增强。
为了更了的发挥纳米复合镍的优异性能在装饰电镀上的运用，纳米复合镍多层组合有以下组合方式：(1)纳米复合镍/光亮镍/铬(2)纳米复合镍/光亮镍/纳米复合光亮镍/铬。
本发明有以下优点：(1)纳米复合电镀采用的Al2O3微粒粒径为纳米量级，镀液的分散性和稳定性好，具有光亮整平性能，纳米复合镍层细致光亮。
(2)纳米复合镍与其他镀层进行组合运用在防护装饰性电镀上有高效的耐腐蚀能力，组合镀层总厚度在13-18um时CACC试验24小时可达9级，孔隙率试验可达20mim不产生蓝点。
(3)纳米复合电镀采用低温、低浓度工艺有利于环保和节能。
本发明实施例如下：
纳米复合镍电镀工艺及规范：
一、低温、低浓度Al2O3/Ni纳米复合镀工艺规范(一)
硫酸镍100g/L，氯化镍30g/L，硼酸40g/L，糖精1g/L，十二烷基三甲基氯化铵0.05g/L，三氧化二铝微粉(10nm-500nm)15g/L，PH 3.5-4.5，30-40℃，DK4-6Adm2，采用机械搅拌或空气搅拌，结果：复合层沉积速度0.8-1.2um/min，镀层含微粉量5-15g/L，镀层细致量半光亮，无毛刺。
二、光亮镍电镀工艺规范(二)
硫酸镍250g/L，氯化镍50g/L，硼酸50g/L，糖精1g/L，丁炔二醇0.5g/L，十二烷基硫酸钠0.1g/L，PH 3.8-4.2，温度50-60℃，DK4-6A dm2阴极移动。结果：镀镍层全光亮。三、低温低浓度纳米复合光亮镍电镀工艺规范(三)
硫酸镍100g/L，氯化镍30g/L，硼酸40g/L，糖精1g/L，丁炔二醇0.5g/L，十二烷基三甲基氯化铵0.05g/L，三氧化二铝微粉(10-500nm)10g/L，PH 3.5-4.5，温度30-40℃，DK 4-6A dm2，采用机械搅拌或空气搅拌。结果：镀层光亮。四、光亮镀铬工艺规范(四)
铬酐150g/L，硫酸0.8g/L，CS-1(稀士添加剂)2g/L，温度30℃，DK4-6A dm2，结果镀层光亮。
纳米复合镍多层组合由下列电镀方法实现。
(1)纳米复合镍/光亮镍/铬组合方式。在(一)工艺中施镀8min，厚度8um在(二)工艺中施镀8min，厚度8um，在(四)工艺中施镀3min，厚度0.25um，总厚度约在16um，CACC试验，24小时可达9级。
(2)纳米复合镍/光亮镍/纳米复合光亮镍/铬组合方式，在(一)工艺中施镀6min，厚度6um，在(二)工艺中施镀5min，厚度5um，在(三)工艺中施镀2min，厚度2um，在(四)工艺中施镀3min，厚度0.15um，总厚度约13um，CACC试验。24小时可达9级。
Claims (2)
1、一种低温低浓度纳米复合镍多层组合的电镀方法。在镀镍液中添加Al2O3纳米微粉同镍离子一道共沉积得到Al2O3/Ni纳米复合镀层，其特征是：工艺规范硫酸镍100-250g/L，氯化镍30-50g/L，硼酸35-50g/L，三氯化二铝微粉(10-500nm)10-20g/L，十二烷基三甲基氯化铵0.05-0.1g/L，糖精1g/L，PH3.5-4.5，温度30-60℃，阴极电流密度4-8A/dm2，采用机械搅拌或空气搅拌。
2、根据权利要求1所述的纳米复合镍多层组合的电镀方法其特征是：(1)纳米复合镍/光亮镍/铬组合方式，(2)纳米复合镍/光亮镍/纳米复合光亮镍/铬组合方式。
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