专利名称：一种化学复合镀镍－磷－碳－氧合金的方法
技术领域：
本发明涉及金属表面和某些非金属表面的处理，特别是涉及一种化学复合镀镀镍-磷-碳-氧合金镀层的化学复合镀镀液的制备方法及用该化学复合镀液镀成的Ni-P-C-O合金镀层。
现有技术化学镀镍是采用镍盐和还原剂在同一溶液中进行自催化的氧化还原反应而在固体表面沉积出金属镀层的成膜技术，故称为自催化镀技术，是一种新兴的表面工程技术，有关这方面技术的文章或专利如饶厚曾，李国华等.低温碱性化学镀镍，[J].电镀与精饰，1997，19(3)9～11；孙冬柏等.《化学镍铬磷非晶态合金的溶液及其镀覆方法》，申请号97115250.0；宋晶，沈启贤《一种镍·磷合金化学镀层的化学镀液的制备方法及其制品》，申请号02135986.5。现有的自催化镀镍磷合金满足不了各种工业部门对镀层硬度耐磨性，耐蚀性、自润滑性、导电性等多方面的要求，使得国内外许多专家学者又大量地研究了在Ni-P合金中掺杂固体惰性微粒的复合相镀层，称化学复合镀技术，化学复合镀技术是近20年发展起来的制备金属基复合材料的一种方法，有关这方面的文献资料如郭忠诚.Ni-B-SiC化学复合镀的研究及应用，[J].材料保护，1995，25(4)34～36；汤酸宁，谢友柏.Ni-P-PTEE复合镀层的研究及应用[J].材料保护，1995，28(7)10～11；阳范文.Ni-P-SiC化学复合镀研究，[J].桂林工学院学报，1998，18(2)187～189；化学复合镀技术是通过还原剂将金属离子还原，并与镀液中的陶瓷，树脂或矿物等微粒共沉积而形成复合镀层、由于镀液中存在的陶瓷、树脂或矿物等高度分散的微粒，因颗粒尺寸效应和巨大的比表面积，施镀时镀液很不稳定，镀液维护和保养难度大，使绝大多数化学复合镀工艺均没有在工业生产中大规模应用。
发明内容
本发明的目的在于克服上述化学复合镀技术存在的缺点，发明一种化学复合镀镀液很稳定的，镀液易于维护和保养的，使用周期长并适合在工业生产中大规模应用的化学复合镀方法以及应用此方法制得的合金镀层产品，具体来说，就是发明一种化学复合镀镀Ni-P-C-O合金复合镀层的镀液以及利用此镀液镀出的含Ni-P-C-O合金复合镀层的产品。
本发明的目的是通过如下技术措施来实现的，即采用单一络合剂柠檬酸钠、缓冲剂醋酸铵和加速剂氟化钠、光亮剂1，4-丁炔二醇的优化搭配，在热力学不稳定的氧化还原体系中，使得光亮剂1，4-丁炔二醇不但吸附于镀层表面，而且参与体系的氧化还原反应，通过体系自由基能量的最低组合，从而得到具有镍-磷-碳-氧四种元素的复合镀层，完全克服了一般复合镀方法在镀液中加固体微粒而生成复合镀层的方法，由于镀液是一种均相溶液，因而稳定性好，使用周期长，镀液易于维护保养。
本发明工艺流程与一般复合镀工艺流程相同，即镀件化学除油→酸洗、水洗、碱洗、水洗→活化→化学复合镀→水洗吹干。在工艺流程中，镀件的活化是本工艺不可缺少的特征，化学复合镀液的配方，配制方法和化学复合镀的工艺条件是本发明特有的。
镀件的活化是将镀件经化学除油，并经酸洗、水洗、碱洗、水洗后，投入5％～10％的盐酸溶液中浸泡20～60秒种，取出水洗干净后再投入化学复合镀镀镍-磷-碳-氧合金镀层的化学复合镀液中。
镀镍-磷-碳-氧合金复合镀层的化学复合镀镀液制品按下列原料配比和方法配制称取化学纯或分析纯的硫酸镍NiSO4·6H2O33-36g，次磷酸钠NaH2PO2·H2O36-42g，柠檬酸钠Na3C6H5O7·2H2O20-24g，氟化钠NaF 62-6.6g，醋酸铵NH4Ac 31-35g，1，4-丁炔二醇C4H4(OH)260～200mg，加蒸馏水1000mL，搅拌至溶解完全，用氨水或氢氧化钠溶液调节pH＝6.0～8.5，制成镀镍-磷-碳-氧复合镀层的化学复合镀液制品。镀镍-磷-碳-氧复合镀层的化学复合镀镀液制品最佳配制原料配比和配制方法为称取化学纯或分析纯的硫酸镍NiSO4·6H2O 34克 次磷酸钠NaH2PO2·H2O 38克 柠檬酸钠Na3C6H5O7·2H2O 21克 氟化钠NaF 6.3克 醋酸铵NH4Ac 33克1，4-丁炔二醇C4H4(OH)2120毫克，加蒸馏水1000毫升，搅拌至溶解完全，用氨水或氢氧化钠溶液调节PH＝6.5制成镀镍-磷-碳-氧复合镀镀层的化学镀液制品。
本发明对镀件施镀条件是化学复合镀镀液温度68～80℃，最佳温度74±1℃，静置施镀1-1.5小时，而一般化学复合镀都是采用搅拌施镀的方法。
本发明不仅可以对活动顺序比镍不活泼的金属如铜件施镀，而且可以对活动顺序比镍活泼的金属如铁件施镀；不仅可以对金属物质施镀，而且还可以对非金属物质如塑料，玻璃施镀。
在本发明的化学复合镀镀液中加入其他金属盐如钴盐或铈盐，可以生成相应的镍-磷-钴合金镀层或镍-磷-铈合金镀层，从而满足在航空、航天、机械、电子，石油化工等领域对复合镀层的特殊需要。实施例1、对铜件施镀取20×20mm铜片三片，经打磨、碱洗除油后经酸洗、水洗、碱洗、水洗，然后置于5％-10％的盐酸溶液中活化20～60Sec，用水冲洗后进行施镀。
本实施例所采用的镀液组成和操作条件如下
按实验1、实验2和实验3的配料称取原料，分别加入到1000ml蒸馏水中，在常温常压下搅拌至溶解完全，用1％NaOH溶液调节PH＝6.5，将处理好的铜片分别投入实验1、实验2、实验3配制好的化学复合镀镀液中，升高温度至74±1℃，静置施镀1小时，即得到镍-磷-碳-氧合金光亮复合镀层。
从实施例1可知，在上述三种复合镀镀液配方和施镀条件范围内，在铜基上都能得到Ni-P-C-O合金的复合镀层，其中以实验3最好。
实施例2，对铁件施镀，镀液组成和操作条件同实施例1，试验结果如下
从实施例2可知，在上述三种复合镀镀液配方和施镀条件范围内，在铁电极上都能得出Ni-P-C-O合金的复合镀层，其中以实验3最好。
实施例3，对经过氯化钯活化的玻璃施镀，镀液组成和操作条件同实施例1，试验结果如下
上述实施例1、2、3还对PH和温度范围做了试验，施镀温度在68～80℃和PH＝6.0～8.5范围内，在上述基体上都能得到Ni-P-C-O合金镀层。
除上述实验外，本发明还对塑料进行复合镀，也能得到Ni-P-C-O合金复合镀镀层本发明产品镀层除具有一般化学镀镍磷镀层的结晶致密，厚度均匀光滑，结构牢固，耐磨、硬度高等优点外，特别具有耐蚀性，在40％HNO3溶液中浸泡半小时也不产生气泡或变黑，远远超过现有技术。本发明复合镀镀液稳定性好，能使用8个周期(初始镍盐被消耗而补加镍盐，补加镍盐累计重量达初始镀液中镍盐的重量时记作一个周期)，能满足工业生产需要，由于镀液原材料组分少，易于对镀液的维护和保养，且成本低，环境污染少。本发明镍盐的利用率高，体系PH调节范围及温度控制范围宽，便于生产控制，能有效地降低生产成本。由于镀液中避免了Ni-P合金中掺杂固体微粒而影响稳定性问题，可以重复生产并稳定使用，特别适于工业化大规模生产。本发明所得镀层质量好，耐腐蚀特别强，硬度和耐磨性优于现有水平。
权利要求
1.一种化学复合镀镍-磷-碳-氧合金的方法，其特征是复合镀镀镍-磷-碳-氧合金复合镀层的化学复合镀液制品按下列原料配比和方法配制称取硫酸镍(NiSO4·6H2O)33-36克次磷酸钠(NaH2PO2·H2O) 36-42克柠檬酸钠(Na3C6H5O7·2H2O) 20-24克氟化钠(NaF) 6.2-6.6克醋酸铵(NH4Ac) 31-35克1，4-丁炔二醇C4H4(OH)260～200毫克，加蒸馏水1000毫升，搅拌至溶解完全，用氨水或氢氧化钠溶液调节PH＝6.0～8.5，制成镍-磷-碳-氧复合镀层的化学复合镀镀液制品。
2.根据权利要求1所述的一种化学复合镀镍-磷-碳-氧合金的方法，其特征在于复合镀镀镍-磷-碳-氧合金复合镀层的化学复合镀液制品最佳配制原料配比和配制方法为称取硫酸镍NiSO4·6H2O 34克次磷酸钠NaH2PO2·H2O 38克柠檬酸钠Na3C6H5O7·2H2O 21克氟化钠NaF 6.3克醋酸铵NH4AC 33克1，4-丁炔二醇C4H4(OH)2120毫克加蒸馏水1000毫升，搅拌至溶解完全，用氨水或氢氧化钠溶液调节PH＝6.5制成镍-磷-碳-氧合金复合镀层的化学镀液制品。
3.根据权利要求1或2所述的一种化学复合镀镍-磷-碳-氧合金的方法，其特征是施镀时加热温度68～80℃，静置施镀1-1.5小时，控制温度74±1℃，控制PH等于6.5。
4.根据权利要求1或2所述的一种化学复合镀镍-磷-碳-氧合金的方法，其特征在于利用化学复合镀镀Ni-P-C-O合金镀层的化学复合镀镀液镀成的Ni-P-C-O合金镀层产品。
5.根据权利要求4所述的一种化学复合镀镍-磷-碳-氧合金的方法，其特征是施镀镀件材料为铜件。
6.根据权利要求4所述的一种化学复合镀镍-磷-碳-氧合金的方法，其特征是施镀镀件材料为铁件。
7.根据权利要求4所述的一种化学复合镀镍-磷-碳-氧合金的方法，其特征是施镀镀件材料为非金属件。
8.根据权利要求7所述的一种化学复合镀镍-磷-碳-氧合金的方法，其特征是施镀镀件材料为玻璃。
9.根据权利要求7所述的一种化学复合镀镍-磷-碳-氧合金的方法，其特征是施镀镀件材料为塑料。
全文摘要
本发明是一种化学复合镀镍－磷－碳－氧合金的方法及用该化学复合镀液镀成的Ni－P－C－O合金镀层，本发明在硫酸镍、次磷酸钠溶液中，通过加入优化搭配的加速剂，络合剂、缓冲剂和光亮剂获得Ni－P－C－O复合镀镀液，并利用此镀液镀出Ni－P－C－O合金复合镀层产品，本发明完全克服了一般复合镀方法在镀液中加固体微粒而生成复合镀层的方法，镀液稳定性好，使用周期长，易于维护保养，适于工业生产，镀层结晶致密，厚度均匀光滑，结构牢固，硬度高，特别具耐腐蚀性。
文档编号C23C18/52GK1702195SQ200510003099
公开日2005年11月30日 申请日期2005年6月6日 优先权日2005年6月6日
发明者刘少友, 唐文华 申请人:黔东南民族师范高等专科学校