专利名称：一种变形锌合金的电沉积镀镍溶液及其电沉积镀镍方法
技术领域：
本发明涉及变形锌合金的表面处理领域，尤其是涉及一种变形锌合金的电沉积镀镍溶液及其电沉积镀镍方法。
背景技术：
锌合金是以锌为基加入其他元素组成的合金。锌合金的主要添加元素有铝，铜和 镁等。按制造工艺，锌合金可分为铸造锌合金和变形锌合金。与传统的铸造锌合金相比，变 形锌合金具有更高的蠕变强度和低温塑性，主要用于生产各种形状的锌材，是黄铜的替代 材料，在电子、通讯、五金、制笔、卫浴等行业有广泛应用。通常，对锌合金进行表面处理可以加强锌合金的耐腐蚀性能和装饰性能。对变形 锌合金而言，由于铝含量较高以及使用挤压成型的加工过程，具有较高的化学活性，因此同 样需要使用表面处理的方法加强其耐腐蚀性能和装饰性能。传统方法中，一般使用氰化物作为铜电镀工艺的成份而在锌合金表面电镀铜，但 是由于镀敷溶液中含有的氰化物具有毒性，将污染环境且危害健康，所以正在被其他无毒 的镀敷溶液取代。目前，适用于镁合金表面电镀的中性镀镍工艺在锌合金表面都得到了发 展，中性镀镍工艺具有环境友好无污染的优点，在一定程度上能够替代氰化物镀铜工艺而 用于锌合金表面电镀。但是，目前锌合金表面的中性镀镍工艺主要集中应用于压铸成型的 铸造锌合金，另外，中性镀镍的镀液成分和工艺条件并不适合于变形锌合金，存在镀层出现 裂纹，将会影响本身镀层性能和后续镀种，以及镀液稳定性差，维护困难等问题。因此，针对目前变形锌合金表面处理的现状，急需寻找一种适合于变形锌合金，而 且环保稳定的表面处理工艺。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述技术现状而提供一种变形锌合金的电沉 积镀镍溶液及其电沉积镀镍方法。本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为一种变形锌合金的电沉积镀镍溶液，溶剂为去离子水，溶质的各组分及其浓度如 下六水合硫酸镍110 130g/L;氯化钠10 15g/L;硼酸30 35g/L;柠檬酸钠80 170g/L。一种变形锌合金的电沉积镀镍方法，包括如下步骤步骤1 配制电沉积镀镍溶液，该电沉积镀镍溶液的组分及其浓度如下六水合硫酸镍110 130g/L;氯化钠10 15g/L;
硼酸30 35g/L;柠檬酸钠80 170g/L;步骤2 使用氢氧化钠溶液调节步骤1得到的电沉积镀镍溶液的PH值为4. 8 6. 9，然后过滤；保持电沉积镀镍溶液的温度为20 30°C ；步骤3 将经除油的变形锌合金浸入电沉积镀镍溶液中，设定阴极电流密度为 0. 8 1. 5安培/分米2，进行电沉积镀镍。为优化上述技术方案，采取的措施还包括上述步骤1中配置电沉积镀镍溶液的过程如下(1)柠檬酸钠加去离子水溶解；(2)六水合硫酸镍、氯化钠加去离子水溶解；(3)硼酸加热去离子水溶解；(4)把⑵溶液倒入(1)溶液中，搅拌均勻；(5)将(3)溶液倒入⑷溶液中，搅拌均勻。上述步骤2中的氢氧化钠溶液的浓度为lOmol/L。与现有技术相比，本发明一种变形锌合金的电沉积镀镍溶液不含氰化物，对环境 无污染，并且稳定性好，使用周期长；使用本发明的镀镍方法所得镀层表面无条纹，在金相 显微镜下观察无裂纹，在150°C下热震无起泡剥落现象，涂覆在镀层表面用于测孔隙的膏状 物(以下简称涂膏)的表面变色面积不超过10%。
图1是对应本发明实施例的电沉积镀镍溶液中PH值与柠檬酸钠含量，电沉积镀镍 溶液的稳定性与镀镍后镀层特点示意图。
具体实施例方式以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。本发明一种变形锌合金的电沉积镀镍溶液的溶剂为去离子水，溶质的各组分及其 浓度如下六水合硫酸镍 110 130g/L;氯化钠10 15g/L ；硼酸30 35g/L ；柠檬酸钠80 170g/L。上述一种变形锌合金的电沉积镀镍溶液的配制过程如下(1)把上述配方中的柠檬酸钠加去离子水溶解；(2)把上述配方中的六水合硫酸镍、氯化钠加去离子水溶解；(3)把上述配方中的硼酸加热去离子水溶解；(4)把⑵溶液倒入(1)溶液中，搅拌均勻；(5)把(3)溶液倒入⑷溶液中，搅拌均勻；图1是对应本发明的电沉积镀镍溶液中PH值与柠檬酸钠含量，电沉积镀镍溶液的 稳定性与镀镍后镀层特点示意图。
从图1可以看出，当本发明的电沉积镀镍溶液中PH值与柠檬酸钠含量的交叉点分别位于A区、B区、C区和D区时，电沉积镀镍溶液与电沉积镀镍后得到的镀层具有如下的特
点·A区电沉积镀镍溶液稳定性差，出现浑浊沉淀现象。B区电沉积镀层表面出现条纹，外观不合格。C区电沉积镀层表面无条纹，在金相显微镜下观察无裂纹，在150°C下热震无起 泡剥落现象，涂膏表面变色面积不超过10%。D区镀层表面无条纹，在金相显微镜下观察有裂纹，在150°C下热震出现起泡剥 落现象，涂膏表面变色面积超过10%。由此可以得出，当本发明的电沉积镀镍溶液位于C区时(pH值为4. 8 6. 9)，对变 形锌合金进行电沉积镀镍后，变形锌合金表面得到性能良好的镀层。实施例1 一种变形锌合金的电沉积镀镍溶液的各组分及其含量如下六水合硫酸镍 110g/L;氯化钠12g/L ；硼酸30g/L ；柠檬酸钠80g/L。将以上各组分按照前述的配制过程配制电沉积镀镍溶液；使用lOmol/L的氢氧化 钠溶液调节该电沉积镀镍溶液的PH值为6. 9 ；保持电沉积镀镍溶液的温度为30°C ；将经除 油的变形锌合金浸入电沉积镀镍溶液中，设定阴极电流密度为0. 8安培/分米2，进行电沉 积镀镍。所得镀层表面无条纹，在金相显微镜下观察无裂纹，在150°C下热震无起泡剥落现 象，涂膏表面变色面积不超过10%。实施例2 一种变形锌合金的电沉积镀镍溶液的各组分及其含量如下六水合硫酸镍 120g/L ；氯化钠10g/L ；硼酸30g/L;柠檬酸钠120g/L。将以上各组分按照前述的配制过程配制电沉积镀镍溶液；使用lOmol/L的氢氧化 钠溶液调节该电沉积镀镍溶液的PH值为6. 0 ；保持电沉积镀镍溶液的温度为25°C ；将经除 油的变形锌合金浸入电沉积镀镍溶液中，设定阴极电流密度为1. 0安培/分米2，进行电沉 积镀镍。所得镀层表面无条纹，在金相显微镜下观察无裂纹，在150°C下热震无起泡剥落现 象，涂膏表面变色面积不超过10%。实施例3 一种变形锌合金的电沉积镀镍溶液的各组分及其含量如下六水合硫酸镍 130g/L ；氯化钠15g/L ；硼酸35g/L ；柠檬酸钠170g/L。
将以上各组分按照前述的配制过程配制电沉积镀镍溶液；使用lOmol/L的氢氧化 钠溶液调节该电沉积镀镍溶液的PH值为4. 8 ；保持电沉积镀镍溶液的温度为20°C ；将经除 油的变形锌合金浸入电沉积镀镍溶液中，设定阴极电流密度为1. 5安培/分米2，进行电沉 积镀镍。所得镀层表面无条纹，在金相显微镜下观察无裂纹，在150°C下热震无起泡剥落现 象，涂膏表面变色面积不超过10%。实施例4:一种变形锌合金的电沉积镀镍溶液的各组分及其含量如下六水合硫酸镍115g/L;氯化钠12g/L ；硼酸35g/L ；柠檬酸钠100g/L。将以上各组分按照前述的配制过程配制电沉积镀镍溶液；使用lOmol/L的氢氧化 钠溶液调节该电沉积镀镍溶液的PH值为6. 5 ；保持电沉积镀镍溶液的温度为25°C ；将经除 油的变形锌合金浸入电沉积镀镍溶液中，设定阴极电流密度为1. 0安培/分米2，进行电沉 积镀镍。所得镀层表面无条纹，在金相显微镜下观察无裂纹，在150°C下热震无起泡剥落现 象，涂膏表面变色面积不超过10%。实施例5 一种变形锌合金的电沉积镀镍溶液的各组分及其含量如下六水合硫酸镍125g/L ；氯化钠15g/L;硼酸33g/L ；柠檬酸钠150g/L。将以上各组分按照前述的配制过程配制电沉积镀镍溶液；使用lOmol/L的氢氧化 钠溶液调节该电沉积镀镍溶液的PH值为5. 3 ；保持电沉积镀镍溶液的温度为20°C ；将经除 油的变形锌合金浸入电沉积镀镍溶液中，设定阴极电流密度为1. 5安培/分米2，进行电沉 积镀镍。所得镀层表面无条纹，在金相显微镜下观察无裂纹，在150°C下热震无起泡剥落现 象，涂膏表面变色面积不超过10%。本发明的最佳实施例已阐明，由本领域普通技术人员做出的各种变化或改型都不 会脱离本发明的范围。
权利要求
一种变形锌合金的电沉积镀镍溶液，其特征是溶剂为去离子水，溶质的各组分及其浓度如下六水合硫酸镍110～130g/L；氯化钠 10～15g/L；硼酸30～35g/L；柠檬酸钠80～170g/L。
2.一种变形锌合金的电沉积镀镍方法，其特征是包括如下步骤步骤1 配制电沉积镀镍溶液，所述的电沉积镀镍溶液的组分及其浓度如下 六水合硫酸镍110 130g/L ；氯化钠10 15g/L ；硼酸30 35g/L ；柠檬酸钠80 170g/L ；步骤2 使用氢氧化钠溶液调节步骤1得到的电沉积镀镍溶液的pH值为4. 8 6. 9，然 后过滤；保持电沉积镀镍溶液的温度为20 30°C ；步骤3 将经除油的变形锌合金浸入电沉积镀镍溶液中，设定阴极电流密度为0. 8 1. 5安培/分米2，进行电沉积镀镍。
3.根据权利要求2所述的一种变形锌合金的电沉积镀镍方法，其特征是所述的步骤1 中配置电沉积镀镍溶液的过程如下(1)柠檬酸钠加去离子水溶解；(2)六水合硫酸镍、氯化钠加去离子水溶解；(3)硼酸加热去离子水溶解；(4)把(2)溶液倒入(1)溶液中，搅拌均勻；(5)将(3)溶液倒入(4)溶液中，搅拌均勻。
4.根据权利要求2所述的一种变形锌合金的电沉积镀镍方法，其特征是所述的步骤2 中的氢氧化钠溶液的浓度为lOmol/L。
全文摘要
本发明公开了一种变形锌合金的电沉积镀镍溶液及其电沉积镀镍方法。本发明的电沉积镀镍溶液的溶剂为去离子水，溶质包含110～130g/L的六水合硫酸镍、10～15g/L的氯化钠、30～35g/L的硼酸、80～170g/L的柠檬酸钠。本发明的电沉积镀镍方法是在进行电沉积之前，将本发明的电沉积镀镍溶液的pH值调节为4.8～6.9，保持电沉积镀镍溶液的温度为20～30℃，阴极电流密度为0.8～1.5安培/分米2。本发明的电沉积镀镍溶液不含氰化物、无污染而且稳定性好；使用本发明的电沉积镀镍方法所得镀层表面无条纹，在金相显微镜下观察无裂纹，在150℃下热震无起泡剥落现象，涂膏表面变色面积不超过10％。
文档编号C25D3/12GK101818368SQ20101017994
公开日2010年9月1日 申请日期2010年5月21日 优先权日2010年5月21日
发明者吴浩杰, 孙文声, 宋振纶, 柯知勤 申请人:中国科学院宁波材料技术与工程研究所;宁波博威合金材料股份有限公司