CN219586210U - 一种镀镍拉丝的镀层结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种镀镍拉丝的镀层结构，包括锌合金基体、和在所述锌合金基体上从内到外依次制备的柠檬酸盐预镀镍层、焦磷酸盐镀铜层、光亮镀铜层、拉丝镀镍层、三价铬镀铬层、及稀土电解保护膜。本实用新型公开的镀镍拉丝的镀层结构，制备工艺环保，按照GB/T 10125‑2021《人造气氛腐蚀试验 盐雾试验》进行中性盐雾试验120小时，镀件表面无腐蚀物生成，所制备的镀层结构具有良好的耐蚀性。
Description
技术领域
本实用新型属于金属电镀领域，具体涉及一种镀镍拉丝的镀层结构。
背景技术
锌合金压铸件电镀的传统工艺以氰化镀铜制备预镀铜层，然后进行焦磷酸盐镀铜、光亮镀铜等。由于氰化物是剧毒化合物，氰化镀铜工艺的使用正在受到越来越严格的限制。
在氰化物被禁止使用的背景下，如何采用环保型电镀工艺代替氰化镀铜是业界亟待解决的问题。
镀镍层拉丝是一种传统的电镀加工工艺，由于镀镍层本身的耐蚀性不够高，且在自然环境下其色泽容易变暗。在通常情况下，镀镍层拉丝后需要涂覆有机涂料保护镀镍层，但使用有机涂料危害操作人员的健康。
在镀镍层上镀三价铬具有良好的装饰效果，但三价铬镀层的耐蚀性不高，且在自然环境中色泽容易变暗。
发明内容
为了解决锌合金压铸件采用氰化物镀铜的高污染问题，以及进一步提高拉丝镀镍层的耐蚀性和外观质量，本实用新型提供了一种镀镍拉丝的镀层结构。为了达到上述目的本实用新型采用如下技术方案：
一种镀镍拉丝的镀层结构，包括锌合金基体、和在所述锌合金基体上从内到外依次制备的柠檬酸盐预镀镍层、焦磷酸盐镀铜层、光亮镀铜层、拉丝镀镍层、三价铬镀铬层、以及稀土电解保护膜。
在其中一些实施例中，所述柠檬酸盐预镀镍层的厚度为1～4μm。
在其中一些实施例中，所述焦磷酸盐镀铜层的厚度为5～13μm。
在其中一些实施例中，所述光亮镀铜层的厚度为7～18μm。
在其中一些实施例中，所述拉丝镀镍层的厚度为10～20μm。
在其中一些实施例中，所述三价铬镀铬层的厚度为0.05～0.3μm。
柠檬酸盐镀镍溶液具有较高的分散能力和深镀能力，采用该工艺在锌合金压铸件上制备预镀镍层能够在一定程度上封闭其表面上的孔隙，然后再进行焦磷酸盐镀铜能够最终封闭锌合金压铸件表面的孔隙。在三价铬镀铬层上采用稀土电解保护工艺制备保护膜，能有效提高镀层的耐蚀性和抗变色能力。
三价铬镀层厚度较薄，拉丝镀镍层镀三价铬后仍为拉丝镀层的外观，但拉丝镀镍层镀三价铬后其外观比拉丝镀镍层靓丽。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
1、本实用新型公开的镀镍拉丝的镀层结构，采用柠檬酸盐镀镍代替氰化镀铜，消除了现有技术使用剧毒氰化物造成的高污染和所带来的安全隐患；
2、在三价铬镀铬层上实施稀土电解保护，能够有效提高镀层的耐蚀性和抗变色能力。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型的不当限定，在附图中：
图1是本实用新型实施例1和实施例2的镀层结构示意图。
实施方式
下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本实用新型，在此本实用新型的示意性实施例以及说明用来解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。
一种镀镍拉丝的镀层结构，包括锌合金基体、和在所述锌合金基体上从内到外依次制备的柠檬酸盐预镀镍层、焦磷酸盐镀铜层、光亮镀铜层、拉丝镀镍层、三价铬镀铬层、以及稀土电解保护摸。
采用现行的前处理工艺对锌合金压铸件进行除蜡、除油、抛光和活化。
工件前处理后采用柠檬酸盐镀镍工艺制备柠檬酸盐预镀镍层，镀层厚度为1～4μm。
优选的，所述柠檬酸盐镀镍工艺为：六水合硫酸镍180～250g/L，氯化钠10～12g/L，硼酸30～35g/L，硫酸镁30～40g/L，pH范围7.0～7.2，镀槽温度50℃～60℃，阴极电流密度1～1.5A/dm2，阴极移动4～6m/min。
工件预镀镍后进行焦磷酸盐镀铜，所述焦磷酸盐镀铜层的厚度为5～13μm。
优选的，所述焦磷酸盐镀铜采用超邦化工的PC-1289焦磷酸盐铜工艺：焦磷酸铜60～90g/L，焦磷酸钾230～280g/L，氨水2～5mL/L，PC-1289焦铜添加剂1～3mL/L，pH范围8.6～9，镀槽温度50℃～58℃，阴极电流密度1～6A/dm2，空气搅拌。
工件焦磷酸盐镀铜后镀光亮铜，光亮镀铜层的厚度为7～18μm，采用现行的镀酸铜工艺制备。
工件光亮镀铜后镀光亮镍，光亮镍镀层的厚度为10～16μm，采用现行的镀光亮镍工艺制备。
工件镀光亮镍后拉丝，用传统的毡轮拉丝机拉丝。
工件镀镍层拉丝后采用现行的前处理工艺进行除油和酸洗活化。
在经过前处理的拉丝镀镍层上采用现行的三价铬镀铬工艺制备三价铬镀铬层，镀层厚度为0.05～0.3μm。
优选的，所述三价铬镀铬工艺采用超邦化工的Trich-6561氯化物三价铬镀铬工艺：Trich-6561开缸盐400～450g/L，Trich-6563络合剂65～85mL/L，Trich-6564稳定剂1～2mL/L，Trich-6565湿润剂1～3mL/L，其中三价铬的质量浓度为 23～25g/L,硼酸的质量浓度为55～60g/L，pH范围2.5～3.0，操作温度25℃～36℃，阴极电流密度8～16A/dm2，中等空气搅拌，电镀时间1～4min。
优选的，所述三价铬镀铬工艺采用超邦化工的Trich-9551硫酸盐三价铬镀铬工艺：Trich-9551 M开缸盐8～12mL/L，Trich-9551 B补充剂260～300mL/L，Trich-9551 CS导电盐260～300g/L，其中三价铬的质量浓度为 12～18g/L,硼酸的质量浓度为65～75g/L，pH范围3.4～3.8，操作温度50℃～55℃，阴极电流密度8～15A/dm2，轻微空气搅拌或阴极移动，电镀时间1～6min。
工件三价铬镀铬后进行稀土电解保护制备稀土电解保护膜。
优选的，所述稀土电解保护膜采用超邦化工开发的稀土电解保护工艺制备：醋酸镧1～6g/L，HEDP配位剂5～40g/L，钼酸钠5～10g/L，无水碳酸钠80～150g/L，pH范围11.5～12.5（用氢氧化钠溶液调节pH），阴极电流密度0.5～1.5A/dm2，室温操作，用三价铬镀铬工件作阴极，以钛板作阳极，电解60～120s。
实施例
如图1所示，一种镀镍拉丝的镀层结构，包括锌合金基体1、和在所述锌合金基体1上从内到外依次制备的柠檬酸盐预镀镍层2、焦磷酸盐镀铜层3、光亮镀铜层4、拉丝镀镍层5、三价铬镀铬层6、以及稀土电解保护膜7。
采用现行的前处理工艺对锌合金压铸件进行除蜡、除油、抛光和活化。
工件前处理后采用柠檬酸盐镀镍工艺制备柠檬酸盐预镀镍层，镀层厚度为2μm。
六水合硫酸镍190g/L，氯化钠10g/L，硼酸30g/L，硫酸镁32g/L，pH=7.1，镀槽温度55℃，阴极电流密度1.2A/dm2，阴极移动5m/min。
工件预镀镍后采用超邦化工的PC-1289焦磷酸盐铜工艺制备焦磷酸盐镀铜层，所述镀层的厚度为10μm。
所述焦磷酸盐镀铜采用超邦化工的PC-1289焦磷酸盐铜工艺：焦磷酸铜70g/L，焦磷酸钾240g/L，氨水3mL/L，PC-1289焦铜添加剂2mL/L，pH=6.8，镀槽温度54℃，阴极电流密度4A/dm2，空气搅拌。
工件焦磷酸盐镀铜后镀光亮铜，光亮镀铜层的厚度为10μm，采用现行的镀酸铜工艺制备。
工件光亮镀铜后镀光亮镍，光亮镍镀层的厚度为15μm，采用现行的镀光亮镍工艺制备。
工件镀光亮镍后拉丝，用传统的毡轮拉丝机拉丝。
工件镀镍层拉丝后采用现行的前处理工艺进行除油和酸洗活化。
在经过前处理的拉丝镀镍层上采用超邦化工的Trich-6561氯化物三价铬镀铬工艺制备三价铬镀铬层，镀层厚度为0.25μm。
Trich-6561开缸盐410g/L，Trich-6563络合剂70mL/L，Trich-6564稳定剂1mL/L，Trich-6565湿润剂1.5mL/L，其中三价铬的质量浓度为 23g/L,硼酸的质量浓度为56g/L，pH=2.7，操作温度30℃，阴极电流密度12A/dm2，中等空气搅拌，电镀时间2min。
工件三价铬镀铬后采用超邦化工开发的稀土电解保护工艺制备稀土电解保护膜。
醋酸镧3g/L，HEDP配位剂25g/L，钼酸钠8g/L，无水碳酸钠100g/L，pH=12（用氢氧化钠溶液调节pH），阴极电流密度1A/dm2，室温操作，用三价铬镀铬工件作阴极，以钛板作阳极，电解90s。
本实施例在具体操作上分为如下步骤：
1、前处理：对锌合金基体1进行“化学除蜡→水洗→超声波除蜡→水洗→化学除油→水洗→抛光→水洗→酸盐活化→水洗”的工序。
2、预镀镍：在经前处理的锌合金基体1上制备柠檬酸盐预镀镍层2。
3、焦磷酸盐镀铜：在柠檬酸盐预镀镍层2上制备焦磷酸盐镀铜层3。
4、光亮镀铜：在焦磷酸盐镀铜层3上制备光亮镀铜层4。
5、镀光亮镍：在光亮镀铜层4制备光亮镀镍层。
6、拉丝：用毡轮机在光亮镀镍层表面拉丝制备拉丝镀镍层5。
7、除油和活化：对拉丝镀镍层5进行“碱性阴极电解除油→水洗→碱性阳极电解除油→水洗→酸洗活化→水洗”的工序。
8、三价铬镀铬：在经除油和酸洗活化后的拉丝镀镍层5上制备三价铬镀铬层6。
9、电解保护：在三价铬镀铬层6上制备稀土电解保护膜7，水洗后烘干。
实施例
如图1所示，一种镀镍拉丝的镀层结构，包括锌合金基体1、和在所述锌合金基体1上从内到外依次制备的柠檬酸盐预镀镍层2、焦磷酸盐镀铜层3、光亮镀铜层4、拉丝镀镍层5、三价铬镀铬层6、以及稀土电解保护膜7。
采用现行的前处理工艺对锌合金压铸件进行除蜡、除油、抛光和活化。
工件前处理后采用柠檬酸盐镀镍工艺制备柠檬酸盐预镀镍层，镀层厚度为3μm。
六水合硫酸镍240g/L，氯化钠12g/L，硼酸35g/L，硫酸镁40g/L，pH=7.1，镀槽温度55℃，阴极电流密度1.2A/dm2，阴极移动5m/min。
工件预镀镍后采用超邦化工的PC-1289焦磷酸盐铜工艺制备焦磷酸盐镀铜层，所述镀层的厚度为8μm。
焦磷酸铜80g/L，焦磷酸钾260g/L，氨水4mL/L，PC-1289焦铜添加剂2.5mL/L，pH=8.8，镀槽温度54℃，阴极电流密度4A/dm2，空气搅拌。
工件焦磷酸盐镀铜后镀光亮铜，光亮镀铜层的厚度为12μm，采用现行的镀酸铜工艺制备。
工件光亮镀铜后镀光亮镍，光亮镍镀层的厚度为15μm，采用现行的镀光亮镍工艺制备。
工件镀光亮镍后拉丝，用传统的毡轮拉丝机拉丝。
工件镀镍层拉丝后采用现行的前处理工艺进行除油和酸洗活化。
在经过前处理的拉丝镀镍层上采用超邦化工的Trich-9551硫酸盐三价铬镀铬工艺制备三价铬镀铬层，镀层厚度为0.15μm。
Trich-9551 M开缸盐10mL/L，Trich-9551 B补充剂280mL/L，Trich-9551 CS导电盐290g/L，其中三价铬的质量浓度为15g/L,硼酸的质量浓度为70g/L，pH=3.6，操作温度53℃，阴极电流密度10A/dm2，轻微空气搅拌，电镀时间3min。
工件三价铬镀铬后采用超邦化工开发的稀土电解保护工艺制备稀土电解保护膜。
醋酸镧5g/L，HEDP配位剂40g/L，钼酸钠5g/L，无水碳酸钠140g/L，pH=12（用氢氧化钠溶液调节pH），阴极电流密度0.8A/dm2，室温操作，用三价铬镀铬工件作阴极，以钛板作阳极，电解120s。
本实施例在具体操作上分为如下步骤：
1、前处理：对锌合金基体1进行“化学除蜡→水洗→超声波除蜡→水洗→化学除油→水洗→抛光→水洗→酸盐活化→水洗”的工序。
2、预镀镍：在经前处理的锌合金基体1上制备柠檬酸盐预镀镍层2。
3、焦磷酸盐镀铜：在柠檬酸盐预镀镍层2上制备焦磷酸盐镀铜层3。
4、光亮镀铜：在焦磷酸盐镀铜层3上制备光亮镀铜层4。
5、镀光亮镍：在光亮镀铜层4制备光亮镀镍层。
6、拉丝：用毡轮机在光亮镀镍层表面拉丝制备拉丝镀镍层5。
7、除油和活化：对拉丝镀镍层5进行“碱性阴极电解除油→水洗→碱性阳极电解除油→水洗→酸洗活化→水洗”的工序。
8、三价铬镀铬：在经除油和酸洗活化后的拉丝镀镍层5上制备三价铬镀铬层6。
9、电解保护：在三价铬镀铬层6上制备稀土电解保护膜7，水洗后烘干。
试验例1：
本实施例1和实施例2所制备的电镀件，按照GB/T 5270-2005《金属基体上的金属覆盖层 电沉积和化学沉积层 附着强度试验方法评述》，以热震试验法测定镀层结合力。将所述工件放在加热炉中加热至150℃保温30min，取出后放入室温的水中骤然冷却，镀层没有出现起泡和脱落，所述镀层结合力良好。
试验例2：
本实施例1和实施例2所制备的电镀件，按照GB/T 10125-2021《人造气氛腐蚀试验盐雾试验》标准进行中性盐雾试验120h，镀件表面无腐蚀物生成。
试验例3：
实施例1和实施例2所制备的样件按照GB/T 2423.3–2016《电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Cab：恒定湿热试验》，在40℃和相对湿度为93%的条件下试验1200h，镀层无肉眼可见的变化。本实施例所制备的三价铬镀铬层具有较高的抗变色能力。
对比例1：
按实施例1和实施例2所述的工艺过程分别制备样件1和样件2，但删除稀土电解保护过程。按照GB/T 10125–2021《人造气氛腐蚀试验 盐雾试验》标准对样件1和样件2进行中性盐雾试验120h，所述样件的镀层表面都出现了白色腐蚀物。试验表明，未经稀土电解保护的三价铬镀铬层耐盐雾性能相对较差。
对比例2
将对比例1中所制备的样件1和样件2按照GB/T 2423.3–2016《电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Cab：恒定湿热试验》，在40℃和相对湿度为93%的条件下试验1200h，镀层的光泽变暗。试验表明，未经稀土电解保护的三价铬镀铬层抗变色能力相对较差。
以上对本实用新型实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本实用新型实施例的原理。对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处。总之，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
Claims (6)
1.一种镀镍拉丝的镀层结构，其特征在于：包括锌合金基体、和在所述锌合金基体上从内到外依次制备的柠檬酸盐预镀镍层、焦磷酸盐镀铜层、光亮镀铜层、拉丝镀镍层、三价铬镀铬层、以及稀土电解保护膜。
2.如权利要求1所述的镀镍拉丝的镀层结构，其特征在于：所述柠檬酸盐预镀镍层的厚度为1～4μm。
3.如权利要求1所述的一种镀镍拉丝的镀层结构，其特征在于：所述焦磷酸盐镀铜层的厚度为5～13μm。
4.如权利要求1所述的一种镀镍拉丝的镀层结构，其特征在于：所述光亮镀铜层的厚度为7～18μm。
5.如权利要求1所述的一种镀镍拉丝的镀层结构，其特征在于：所述拉丝镀镍层的厚度为10～20μm。
6.如权利要求1所述的一种镀镍拉丝的镀层结构，其特征在于：所述三价铬镀铬层的厚度为0.05～0.3μm。
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