CN1670249A - 中温化学镀镍溶液 - Google Patents

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李建三
刘钧泉
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Abstract

本发明涉及材料的表面处理技术，尤其涉及一种中温化学镀镍溶液。该溶液由硫酸镍、次磷酸钠、柠檬酸钠、乳酸、乙酸钠和水配制而成，中温化学镀镍溶液采用复合络合剂体系，使金属镍离子在溶液中达到最佳的络合状态，降低了镍沉积反应的活化能，从而降低了溶液的工作温度，同时提高了镍离子在溶液中的稳定性和溶液的沉积速度，获得性能优异的合金镀层。

Description

中温化学镀镍溶液
技术领域
本发明涉及材料的表面处理工程技术领域，尤其涉及一种中温化学镀镍溶液。
背景技术
化学镀镍是采用金属镍盐和还原剂在同一溶液中进行自催化的氧化还原反应，从而在材料表面沉积出金属合金镀层的技术。化学镀镍的方法所获得的合金镀层具有优异的耐腐蚀、耐磨等特殊性能，在航空航天、汽车、电子、计算机、石油、化工、机械等领域，有着非常广阔的应用前景。
现有的化学镀镍溶液的使用普遍在较高的温度下进行，在高温下，虽然沉积速度快，但高温对镀槽及加热设备要求较高、能量消耗大、镀液的稳定性能差、操作维护不方便、镀层内应力大、对塑料等材料施镀会引起基体的变形。虽然也有非高温的化学镀镍工艺技术的报道，但现有的技术也都存在溶液不稳定、镀层沉积速度慢、镀层性能差、需要超声波处理等问题。现有化学镀镍溶液的这些缺点与不足，限制了化学镀镍的工业应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种工作温度为50～80℃的中温化学镀镍溶液，本发明的中温化学镀镍溶液克服了现有化学镀镍技术存在的缺点，而且溶液稳定、沉积速度快、镀层性能好、溶液的成本低，能够满足各种工业对化学镀镍技术的需求。
本发明的中温化学镀镍溶液的组成如下：
硫酸镍                   20～40g/L
次磷酸钠                 25～40g/L
柠檬酸钠                 2～50g/L
乳酸                     2～50g/L
乙酸钠                   2～50g/L
溶液的工作工艺参数为：
温度50～80℃，pH值4～7
本发明的中温化学镀镍溶液采用复合络合剂体系，使金属镍离子在溶液中达到最佳的络合状态，降低了镍沉积反应的活化能，从而降低了溶液的工作温度，同时提高了镍离子在溶液中的稳定性和溶液的沉积速度，获得性能优异的合金镀层。
与现有技术相比，本发明的中温化学镀镍溶液具有如下优点：
1.本发明采用复合络合剂体系，使金属镍离子在溶液中达到最佳的络合状态，降低了镍沉积反应的活化能，从而降低了溶液的工作温度，使化学镀镍的反应能够在50～80℃的温度下进行。
2.本发明采用的复合络合剂体系，能够提高镍离子在溶液中的稳定性和溶液的沉积速度。
3.由于本发明溶液自身的稳定性高，不需要在溶液中另外添加对环境有严重污染的重金属离子等物质作为稳定剂。
4.本发明的中温化学镀镍溶液的工作温度较低，对镀槽及加热设备要求较低、能量消耗小，既减少了设备及加热溶液的成本，又节约了能源。
5.由于工作温度较低，本发明可以适用于塑料等不耐高温的材料，不致引起材料的变形。
6.在本发明的溶液中获得的合金镀层具有优异的耐腐蚀性、耐磨性等性能。
7.本发明的中温化学镀镍溶液的沉积速度可达10～20μm/h，溶液使用寿命达8个周期。
8.由于本发明的中温化学镀镍溶液的优良的综合性能，可以将其应用于国民经济各方面的企业及各种材料、工件表面。
具体实施方式
表1所示的是本发明的4个实施例及其实施效果。按照每个实施例的化学镀镍溶液组成，配制溶液1L。将配制好的化学镀镍溶液加热至一定的温度并保温。面积约0.01m2的碳钢工件，按照下面的工艺步骤进行预处理：
热碱液除油→热水洗→水洗→酸洗→活化
预处理的方法与传统化学镀镍溶液对工件的预处理的方法相同。将预处理后的工件悬挂并浸没于上面配制好并在一定温度保温的化学镀镍溶液中，1小时后取出，水洗、干燥，即可在工件表面获得10～20μm的合金镀层。
                                          表1
  序号     实施例1     实施例2     实施例3     实施例4
化学镀镍溶液组成 硫酸镍     20g/L次磷酸钠   25g/L柠檬酸钠   50g/L乳酸       2g/L乙酸钠     50g/L 硫酸镍       30g/L次磷酸钠     30g/L柠檬酸钠     2g/L乳酸         50g/L乙酸钠       2g/L 硫酸镍     35g/L次磷酸钠   40g/L柠檬酸钠   35g/L乳酸       30g/L乙酸钠     20g/L 硫酸镍     40g/L次磷酸钠   40g/L柠檬酸钠   30g/L乳酸       20g/L乙酸钠     40g/L
溶液工作工艺参数 温度80℃pH值7 温度70℃pH值4 温度60℃pH值5.5 温度50℃pH值6
施镀时间 1小时 1小时 1小时 1小时
镀层厚度 15μm 20μm 15μm 10μm
镀层外观 光亮、均匀 光亮、均匀 光亮、均匀 光亮、均匀
耐蚀性能(浓硝酸试验的变色时间) ＞60s ＞60s ＞60s ＞60s
结合力(锉刀、热震试验) 合格 合格 合格 合格
孔隙率(贴滤纸法) 0 0 0 0
由表1可见，本发明的中温化学镀镍溶液的工作温度比传统化学镀镍的工作温度有较大的降低，可以在50～80℃的温度下使用，溶液的沉积速度达10～20μm。镀层光亮均匀，孔隙率低，耐蚀性能好，镀层与基体的结合力高，综合性能可以达到传统化学镀镍镀层的性能。另外，本发明的中温化学镀镍溶液工作稳定，使用寿命长，可以达到8个周期以上。
由于本发明的中温化学镀镍溶液的优良的综合性能，可以将其广泛应用于国民经济各个行业及各种材料、工件表面。

Claims (1)

1、一种中温化学镀镍溶液，其特征在于由下列组分组成：
硫酸镍               20～40g/L
次磷酸钠             25～40g/L
柠檬酸钠             2～50g/L
乳酸                 2～50g/L
乙酸钠               2～50g/L
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