一种碱性无铬钝化液及其常温钝化化学镀Ni-P层的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于金属材料表面处理的技术领域，具体设及一种碱性无铭纯化液及用该 纯化液常溫纯化化学锻Ni-p层的纯化方法。
【背景技术】
[0002] 化学锻M-P合金具有均锻能力好、致密、表面光洁，优良的耐蚀性能和耐磨性能， 施锻时不需真空条件，污染较小、工艺过程溫度较低；同时不需要昂贵、特殊的设备条件，且 可在金属和非金属（玻璃、陶瓷和塑料等)基体上沉积。此外，通过调节锻层P含量还可改变 锻层晶态性质，诸多的优点使得Ni-P锻层在航空航天、石油、化工、国防、能源等工业部口中 得到广泛的应用。
[0003] 但化学锻Ni-p层仍然存在一些缺陷。比如锻层在空气中易于氧化变色，严重影响 锻层外观，而且锻层一旦发生氧化，其可焊性将严重受到影响，例如，在印刷电路板(PCB)领 域中的黑垫或黑盘现象往往导致整块板的报废。此外，锻层的耐酸性也不够理想，酸性条件 下锻层易于发黑或发灰。因此，为解决上述问题，对Ni-p锻层进行适当的锻后处理就显得十 分必要了。如果只考虑提高锻层耐蚀性和抗氧化能力，采用涂漆与纯化均可满足要求。但对 于大部分电子元器件，不仅要求提高耐蚀性与抗氧化能力，而且要求工件具有可焊性，采用 涂覆漆层的方法显然不可行，运时就只能W纯化方法进行处理。
[0004] 传统的Ni-p锻层纯化多采用六价铭工艺，但六价铭对环境污染很大，而且对人体 有很强的致癌作用。根据RoHS指令，欧盟将于2017年完全禁止六价铭的使用，WE邸也禁止或 严格限制六价铭的使用。基于此，为使得化学锻儀工艺的优点能继续得W广泛应用，我们开 发了本发明所述的无铭纯化工艺。
【发明内容】
[0005] 针对现有的化学锻Ni-p层六价铭纯化工艺对人体和环境的毒害，W及纯化处理时 仍然需要加热的问题，本发明的目的在于提供一种碱性无铭纯化液。本发明采用碱性饥酸 盐体系常溫下对化学锻Ni-p锻层进行纯化处理，在Ni-p锻层表面获得一层透明纯化膜，该 膜层可显著提高Ni-p锻层的耐氧化变色性能W及耐蚀性。
[0006] 本发明的另一目的在于提供上述碱性无铭纯化液常溫纯化化学锻Ni-p层的方法。 本发明的纯化方法兼顾了生产、应用W及节能环保的目标，同时考虑了工艺成本W及可操 作性，具有良好的工业化前景。
[0007] 本发明的目的通过W下技术方案实现：
[000引一种碱性无铭纯化液，是采用酸碱调节剂调节饥酸盐纯化液的pH为碱性制备得 到;所述饥酸盐纯化液包括氨氧化领、氨氧化钢、Ξ乙醇胺、饥酸盐、氧化剂W及稳定剂组 分;所述碱性无铭纯化液中各组分的浓度为： 氨氧化领 1.0-30.0 g/L 氨氧化钢 1.0-15.0 g/L 乙醇胺 1.0-1化0 g/L
[0009] 饥酸盐 1.0-30.0 g/L 氧化剂 2.0-35.0 g/L 稳定剂 Z0-15.0g/^
[0010] 所述祕性无铭纯化液的抑化0.0-13.0。
[0011] 所述饥酸盐为偏饥酸钢或偏饥酸钟的一种。
[0012] 所述氧化剂为过硫酸钢或次氯酸钢中一种W上;其中次氯酸钢W次氯酸钢溶液的 形式加入，其质量浓度为10.0 wt. %。
[0013] 所述稳定剂为巧樣酸钢、草酸钢或醋酸钢中的一种W上。
[0014] 所述酸碱调剂为5. Owt. %的化0田容液和5. Owt. %的巧樣酸溶液。当饥酸盐纯化液 的抑小于10时，采用NaO田容液使纯化液抑值升高，当饥酸盐纯化液的抑大于13时，采用巧樣 酸溶液调节使纯化液P啡華低。
[0015] -种碱性无铭纯化液，其组分优选用量为： 氨氧化领 ?α.ο-mo g/L 氨氧化销 5.0-10.0 g/L
[0016] _ΞΞ艺醇胺 4.0-8.0 g/L 飢酸盐 1化0-25.0 g化. 氧化剂 10.0-30.0 g/L
[0017] 稳定剂 5.0-10.0 g/L;
[0018] 所述碱性无铭纯化液的pH优选为11.0~12.5。
[0019] 所述碱性无铭纯化液常溫纯化化学锻Ni-P层的方法，包括如下步骤：
[0020] (1)配制碱性无铭纯化液:将氨氧化领、氨氧化钢、Ξ乙醇胺、饥酸盐、氧化剂W及 稳定剂加入水中，揽拌均匀，得到饥酸盐纯化液;采用酸碱调节剂调节纯化液的抑为碱性， 得到碱性无铭纯化液;在添加各组分时需前一组分完全溶解后再添加后续组分，所述pH为 10.0-13.0;
[0021] (2)采用含儀憐的锻液将工件进行化学锻Ni-P层，清洗，得到化学锻Ni-P层的工 件;所述含儀憐的锻液组成为:NiS〇4 ·細2〇 25-30g/L、化此P〇2 ·出0 28-32g/L、醋酸钢18-23g/L、巧樣酸钢 8-12g/L、乳酸(80wt.%)12-16ml/L、丙酸 l-3g/L、糞横酸 l-2g/L、KI〇32mg/ L所述化学锻Ni-P的工作条件为抑为4-5、溫度为85-95°C、沉积速率20-25皿A，沉积时间 为9〇-120min;
[0022] (3)采用碱性无铭纯化液对化学锻Ni-P层的工件进行常溫纯化处理;所述纯化处 理的具体步骤为:将完成化学锻Ni-P层的工件清洗后，浸入碱性无铭纯化液中，常溫下纯化 处理20-30min，水洗，烘干，得到纯化膜。
[0023] 所述烘干条件为于100~120°C干燥10~40min。
[0024] 步骤(2)中所述工件在进行化学锻Ni-P层前需进行预处理，所述预处理是指将工 件依次进行打磨，除油，水洗，活化，再水洗的处理。所述活化是指采用盐酸溶液进行处理。
[0025] 本发明所获纯化膜为透明膜层，膜层具有良好的耐变色能力W及耐腐蚀性能，是 一种具有较大应用前景的无铭化学纯化技术。
[0026] 与现有技术相比，本发明具有如下优点：
[0027] (1)本发明纯化处理溫度为常溫，有利于节约能源;本发明所获纯化膜无色透明， 不改变工件外观，仍然保持化学锻儀层的諷丽外观；
[0028] (2)本发明的纯化液组成简单，操作简便，成本低廉，易于实现产业化;并且本发明 的纯化液适用于Ni-P合金锻层的纯化处理，纯化液不含六价或Ξ价铭，是一种安全环保的 处理工艺；
[0029] (3)本发明所述工艺为碱性工艺，工作过程可避免产生酸雾或腐蚀性气体，相比酸 性纯化工艺，对厂房及设备腐蚀小；
[0030] (4)由本发明处理的Ni-P锻层可获得耐蚀性优良，耐变色性优异的纯化膜，是一种 性能优良，具有较大应用前景的化学纯化处理工艺。
【附图说明】
[0031 ]图1为实施例1~3的化学锻Ni-P层的制备及纯化工艺流程图；
[0032] 图2为实施例1中的未纯化处理的化学锻Ni-P层钢片（即空白Ni-P锻层）与纯化处 理的化学锻Ni-P层钢片（即无铭纯化Ni-P锻层)在3.5wt. %NaCl溶液中的化fel极化曲线。
【具体实施方式】
[0033] 下面结合实施例和附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限 于此。
[0034] 本发明中（实施例1~3)化学锻Ni-P层的制备及纯化工艺流程如图1所示。
[0035] 实施例1
[0036] -种常溫碱性无铭纯化液纯化化学锻Ni-P层的方法，包括如下步骤：
[0037] (1)试样准备：W低碳钢(A3)为施锻基材进行化学锻Ni-P，钢板裁切成20X50 X 3mm的试样，并在试样一端打孔W便于悬挂；
[0038] (2)锻前处理:将裁切好的钢片按如下流程进行处理，打磨^除油^水洗^活化^ 水洗;其中打磨采用不同粒度砂纸由低到高(500#^1000#^1500#)的逐级打磨方式进行； 除油为室溫碱性除油10分钟，除油液组成为:化0H 30g/L、化2〇)3l0g/L、十二烷基苯横酸钢 5. Og/l;活化是指采用5. Owt %HC1溶液，常溫活化20s，蒸馈水清洗后即进行化学锻Ni-P处 理；
[0039] (3)采用锻液对钢片进行化学锻Ni-P处理，得到化学锻Ni-P层的钢片，所述钢片可 水洗后进行下一步纯化处理;所述锻液组成为:NiS化· 6出0 28.0g/L、Na出P〇2 ·出0 30.0g/ L、醋酸钢 20.0g/L、巧樣酸钢 lO.Og/L、乳酸(80wt.%)15ml/L、丙酸 2.0g/L、糞横酸 1.5g/L、 KI032 .Omg/l;锻液工作条件:pH=4.0-5.0，Τ = 90±2°C，t = 90.Omin，沉积速率为23.Ομπι/ h;
[0040] (4)碱性无铭纯化液配制:配制纯化液1000ml为例，在洁净的烧杯中加入700ml蒸 馈水，依次加入：Ba(0H)25.0g、Na0H5.0g、Ξ乙醇胺3.0g、NaV036.0g、NaC10α0.0wt.%) 20.0 g、巧樣酸钢3. Og、草酸钢2. Og，添加过程，需待前一种试剂完全溶解并揽拌均匀后再加 入后一种试剂，添加完成后，补加蒸馈水至总体积为950ml，调节溶液的抑为12.5，补加蒸馈 水至1000ml，得到碱性无铭纯化液；
[0041] (5)纯化处理：将化学锻Ni-P层钢片浸入碱性无铭纯化液中常溫纯化处理 25.Omin，取出钢