专利名称：一种镍铬合金电镀液的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种镍铬合金电镀液，属于金属表面处理技术领域。
背景技术：
电镀镍铬合金以优良的镀层性能备受人们的关注，如镀层耐腐蚀、抗磨损及较好的装饰效果等。应用范围极为广泛，部分镀层可代替镀铬产品，特别是在金属材料表面沉积一层含镍铬合金，能提高基材的耐腐蚀性，从而降低不锈钢的用量，节约铬资源。早年的电镀镍铬合金技术是用六价铬镀液，由于六价铬是毒性大致癌的高污染物，因此阻碍了该技术的快速发展。随着上世纪80年代三价铬镀铬技术的崛起，人们开始借鉴三价铬镀铬和光亮镀镍的技术，展开了三价铬镀镍铬合金技术的研究和开发。在以三价铬镀铬液的基础上进行镍铬合金镀，存在许多不足，如Cr3+和Ni2+以何种配位体形式在阴极放电尚不完全清楚，Cr3+在阴极附近形成羟桥化合物，使阴极大量析氢，导致电流效率·低，镀层粗糙等现象；以及镀液的稳定性、污染的防治、镀层分布及成分不均匀、镀厚层及厚镀层结合力的问题等均存在缺陷。基于以上缺陷，镀液中配合剂的选择是核心，有的工艺选择加入一种具有双极性、对质子惰性、既非碱也非酸的物质一二甲基甲酰胺(DMF)，还有柠檬酸、甘氨酸及羟基乙酸等，镀液性能略有改进，但仍存在许多问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种镍铬合金电镀液，本发明选择尿素做配位添加剂，较大的改善了镀液的性能，使电极行为、阴极的覆盖能力和分散能力、镀液的稳定性、镀层性能以及污染状况都有较大的改善。本发明解决上述技术问题的技术方案如下一种镍铬合金电镀液，每升电镀液含六水硫酸镍25 35g，六水三氯化铬80 100g，甲酸30 40ml，硼酸20 30g，尿素I 60g，氯化铵30 80g，氯化钾40 60g，柠檬酸30 60g，十二烷基硫酸钠O. I O. 12g，糖精I. 5 2. 5g，791镀镍光亮剂2 4ml，其余为水。本发明的有益效果是I、本发明由于选择尿素为添加剂，改善了镀液的性能，是尿素与铬的配合物吸附在阴极表面，改变了阴极极化，提高了阴极电流效率，同时改善了阴极的覆盖能力和分散能力；2、本发明由于选择尿素为添加剂，增加了镀液的稳定性，是尿素与铬形成配合物，阻碍了三价铬的水解，避免了桥式大分子配合物的形成，因此使镀液稳定性增加；3、本发明由于选择尿素为添加剂，镀层性能提高，是尿素与铬形成配合物，阻碍了三价铬的水解，避免了桥式大分子配合物的形成，在阴极及表面放电过程改变，减少了铬的氢氧化物水合物的放电，使得阴极表面较干净，提高镀层质量。4、本发明由于选择尿素为添加剂，减少污染状况，氯离子在阳极很容易放电析出氯气，造成环境污染，加入尿素后，尿素在阳极附近可与生成的氯气部分反应，以减少氯气放出，改善环境。5、本发明工艺配方简单，施镀槽电流小，阴极的覆盖能力和分散能力好，镀层铬含量分布均匀，镀层质量明现提高，生产管理易掌握，生产效率提高，具有较好的推广应用价值。在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。进一步，所述每升电镀液含有六水硫酸镍35g，六水三氯化铬80g，甲酸40ml，硼酸30g，尿素30g，氯化铵60g，氯化钾40g，柠檬酸60g，十二烷基硫酸钠O. Ig,糖精I. 5g，791镀镍光亮剂2ml，其余为水。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。实施例I电镀液配方为每升电镀液含有六水硫酸镍35g，六水三氯化铬80g，甲酸40ml，硼酸30g,尿素30g,氯化铵60g,氯化钾40g,朽1檬酸60g,十二烧基硫酸钠O. Ig,糖精I. 5g, 791镀镍光亮剂2ml，其余为水。电镀液的配制按以上配方，准确取各原料，先将十二烷基硫酸钠煮沸15 20min备用，而后将其它原料依次放于I升的容器中，加水800ml加热80 90°C搅拌溶解，继续搅拌5min后冷却，最后加入煮沸的十二烷基硫酸钠溶液和791镀镍光亮剂，加水稀释为I升，搅拌均匀，控制温度在60 70°C，试镀Ih即可。实施例2电镀液配方为每升电镀液含六水硫酸镍30g，六水三氯化铬80g，甲酸35ml，硼酸28g，尿素40g，氯化铵50g，氯化钾50g，柠檬酸50g，十二烷基硫酸钠O. Hg,糖精2g，791镀镍光亮剂3ml，其余为水。电镀液的配制同实施例I。实施例3每升电镀液含六水硫酸镍25g，六水三氯化铬90g，甲酸30ml，硼酸20g，尿素60g，氯化铵30g，氯化钾60g，柠檬酸30g，十二烷基硫酸钠O. Ig,糖精2. 5g，791镀镍光亮剂3ml，其余为水。电镀液的配制同实施例I。实施例4电镀液配方为每升电镀液含六水硫酸镍25g，六水三氯化铬100g，甲酸30ml，硼酸20g，尿素lg，氯化铵30g，氯化钾60g，柠檬酸30g，十二烷基硫酸钠O. 12g，糖精2. 5g，791镀镍光亮剂3ml，其余为水。电镀液的配制同实施例I。实施例5电镀液配方为每升电镀液含六水硫酸镍30g，六水三氯化铬90g，甲酸40ml，硼酸30g，尿素40g，氯化铵40g，氯化钾60g，柠檬酸30g，十二烷基硫酸钠O. 12g，糖精2. 5g，791镀镍光亮剂2ml，其余为水。电镀液的配制同实施例I。实验例I :pH值对电流效率的影响电镀液取实施例I制备的电镀液
工艺条件温度60 70°C，阴极电流密度3A/dm2，阳极为50X IOOmm镍板，阴极为25 X 50mm 铜片，吊镀 IOmin0pH值对电流效率的影响测定分别用30%的氢氧化钠和甲酸调镀液的pH值,用称重法测定镀层增重，计算公式为J7 = X I式中m-阴极试片增重(g) ；I-电镀时槽电流⑷；t_电镀所用时间(h);k_被测镀液阴极析出物的电化学当量〔g/(A · h)〕。当pH值为I时，电流效率为23% ；pH值为2时，电流效率为25% ；pH值为3时，电流效率为22% ；pH值为4时，电流效率为41% ；pH值为5时，电流效率为51% ；pH值为6时，电流效率为53%，镀层粗糙发暗。由实验结果可见，镀液的pH值使用范围较宽，随着pH值升高，电流效率增大，当pH值为4 5时，电流效率接近常规酸性六价铬镀铬的二倍，当高于5. 5时，镀层质量变差，所以pH值适用范围为I 5。实验例2 :温度对电流效率的影响电镀液取实施例I制备的电镀液 工艺条件pH值为5，阴极电流密度3A/dm2，阳极为50 X IOOmm镍板，阴极为25 X 50mm 铜片，吊镀 IOmin0温度对电流效率的影响测定采用恒温水浴控温，用称重法测定镀层增重，计算公
式为yX 1 °(>,> Vl:温度为10°C，电流效率为18% ;温度为20 V，电流效率为21% ；
温度为30°C，电流效率为26% ;温度为40°C，电流效率为35% ;温度为50°C，电流效率为42% ；温度为60°C，电流效率为48% ;温度为70°C，电流效率为52% ;温度为80°C，电流效率为70%。从实验数据可见，电镀液随温度升高，电流效率增大，镀液的施镀温度范围较宽，生产中选择余地较大，在使用时可根据不同要求，选择不同的温度范围。实验例3 :温度对镀层铬含量的影响电镀液取实施例I制备的电镀液工艺条件pH值为5，阴极电流密度3A/dm2，阳极为50 X IOOmm镍板，阴极为25 X 50mm 铜片，吊镀 IOmin0温度对镀层铬含量的影响测定测试仪器TN-5500能谱仪，当温度为10°C时，镀层铬含量为50% ;温度为20°C，镀层铬含量为23% ;温度为30°C，镀层铬含量为11% ;温度为40°C，镀层铬含量为8% ;温度为50°C，镀层铬含量为5% ;温度为60°C，镀层铬含量为4% ;温度为70°C，镀层铬含量为3% ;温度为80°C，镀层铬含量为I. 5%。实验结果表明，电镀液随着施镀温度的变化，镀层铬含量变化也较大，当产品性能要求不同时，可选择不同的工艺条件，控制镀层中的铬含量。实验例4 pH值对镀层铬含量的影响电镀液取实施例I制备的电镀液
工艺条件温度为65± I°C，阴极电流密度3A/dm2，阳极为50 X IOOmm镍板，阴极为
25X 50mm 铜片，吊镀 IOmin0pH值对镀层铬含量的影响测定测试仪器TN-5500能谱仪，pH值为1，镀层铬含量为9% ;pH值为2，镀层铬含量为13% ;pH值为3，镀层铬含量为21% ;pH值为4，镀层铬含量为42% ;pH值为5，镀层铬含量为60% ;pH值为6，镀层铬含量约为65% ;镀层粗糙发暗。由实验结果可见，电镀液的pH值对镀层铬含量影响较大，当pH值在5以上时,尽管铬含量较高，但是镀层质量明显变差，因此，PH值的适用范围是I 5。阴极电流效率和镀层铬含量，是两个很重要的参数，以上实验结果说明，pH值、温度对电流效率和镀层铬含量有联动影响，他们的可调区间都较大，这对生产是十分有利的，生产厂家可根据产品性能要求，选择合适的工艺条件，获得低成本高质量的产品。实验例5 :镀层的覆盖能力·电镀液取实施例I 5制备的电镀液测定条件阳极为50 X IOOmm镍板，阴极采用内径为O. 8cm,长为IOcm的紫铜管，管口横向平行于阳极，调pH值为3. 5，温度为50°C，阴极电流密度为5A/dm2，通电5min，将铜管取出剖开，测两端镀上镀层部分，结果，实施例I分别为2. 5cm,实施例2分别为2. 4cm,实施例3分别为2. 3cm,实施例4分别为2. Icm,实施例5分别为2. 6cm。由实验结果可见，镀液的覆盖能力较好，接近光亮镀镍液的覆盖能力，远好于六价铬镀铬液；在施镀过程中，有较好的深度能力，特别对较复杂的工件和盲孔工件，可减少漏镀现象。实验例6 :镀层的分散能力电镀液取实施例I 5制备的电镀液测定条件分散能力采用哈林槽法测定，槽的内腔尺寸为150mmX50mmX60mm,远近阴极与阳极距离之比K为5: 1，Hl1为近阴极增重，Hl2为远阴极增重，阳极采用5mmX 50mmX 60mm的多孔石墨，阴极米用O. ImmX 50mmX 60mm的铜箔，pH值为3. 5,温度为50°C，阴极电流密度为5A/dm2，通电时间为5min，通过计算得到镀液的分散能力，计算公式为
权利要求
1.一种镍铬合金电镀液，其特征在于，每升电镀液含六水硫酸镍25 35g，六水三氯化铬80 100g，甲酸30 40ml，硼酸20 30g，尿素I 60g，氯化铵30 80g，氯化钾40 60g,柠檬酸30 60g,十二烷基硫酸钠O. I O. 12g，糖精I. 5 2. 5g，791镀镍光亮剂2 4ml，其余为水。
2.根据权利要求I所述的电镀液，其特征在于，所述每升电镀液含有六水硫酸镍35g，六水三氯化铬80g，甲酸40ml，硼酸30g，尿素30g，氯化铵60g，氯化钾40g，柠檬酸60g，十二烷基硫酸钠O. lg，糖精I. 5g，791镀镍光亮剂2ml，其余为水。
全文摘要
本发明涉及一种镍铬合金电镀液，每升电镀液含六水硫酸镍25～35g，六水三氯化铬80～100g，甲酸30～40ml，硼酸20～30g，尿素1～60g，氯化铵30～80g，氯化钾40～60g，柠檬酸30～60g，十二烷基硫酸钠0.1～0.12g，糖精1.5～2.5g，791镀镍光亮剂2～4ml，其余为水。本发明选择尿素做配位添加剂，较大的改善了镀液的性能，使电极行为、阴极的覆盖能力和分散能力、镀液的稳定性、镀层性能以及污染状况都有较大的改善。
文档编号C25D3/56GK102912389SQ20121038755
公开日2013年2月6日 申请日期2012年10月12日 优先权日2012年10月12日
发明者殷平, 张丕俭, 王增娣, 曲荣君, 刘希光, 张江, 徐强 申请人:鲁东大学