专利名称：一种化学镀双层Ni-P镀层的方法
技术领域：
本发明涉及化学镀Ni-P的方法，尤其涉及ー种化学镀双层Ni-P镀层的方法
背景技术：
化学镀非晶态镍磷(Ni-P)合金镀层具有优异的耐NaCl、H2S和CO2腐蚀性能及良好的耐磨性能。目前多采用单层化学镀Ni-P，单层Ni-P合金化学镀层对钢铁材料是ー种封闭性保护层(即阴极性保护层)，只有在镀层绝对完好的情况下(即无孔隙)才起到保护作用。倘若存在孔隙等缺陷，则镀层与缺陷中的基体就会形成腐蚀电池而被腐蚀。由于孔隙处基体面积小，电流密度大，所以此时镀层对基体不但没有保护作用，反而会加速其腐蚀。目前国外报道的Ni-P镀层的厚度一般为3(T75l^m，増加镀层厚度固然可以降低孔隙等缺陷以提高镀层的耐蚀性，但无疑会増加生产エ时和原材料，使产品成本増加。相比之下，采用双层或多层化学镀镍层是比较经济的方法。因为双层镀层在较薄时就具有比单层Ni-P镀层较好的耐蚀性和耐磨性。常见的双层镍镀层主要有Ni-P (HP) /Ni-Mo-P, Ni-P (HP) /Ni-W-P和Ni-P (HP) /Cr，这些镀层的底层通常为酸性高磷Ni-P镀层，而外层为Ni-Mo-P、Ni-W-P和镀铬层。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了ー种底层为酸性高磷Ni-P镀层而外层为酸性低磷Ni-P镀层的化学镀双层Ni-P镀层的方法。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。ー种化学镀双层Ni-P镀层的方法，包括以下步骤
(1)化学除油使用除油粉对エ件进行化学除油；
(2)酸洗除锈在体积分数30%的盐酸中除锈；
(3)首次活化在体积分数5 10%的硫酸中活化；
(4)化学镀酸性高磷Ni-P层采用化学镀酸性高磷Ni-P层镀液在85±2°C条件下施镀5(T60min得酸性高磷Ni-P镀层，镀速为9 14Mm/h ；
(5)再次活化在体积分数10%的硫酸中活化；
(6)化学镀酸性低磷Ni-P层采用化学镀酸性低磷Ni-P层镀液在88±2°C条件下施镀5(T60min得酸性低磷Ni-P镀层，镀速15 20Mm/h ；
(7)镀后处理镀层烘干后视情况进行热处理；
上述各步骤间都要进行水洗。所述步骤(4)中化学镀酸性高磷Ni-P层镀液的配方为六水硫酸镍2(T25g/L、次亚磷酸钠35 45g/L、复合络合剂15(Tl80ml/L、复合稳定剂6 12ml/L、复合光亮剂5 IOml/L、pH 4. 2 4. 6。
所述步骤(6)中化学镀酸性低磷Ni-P层镀液的配方为六水硫酸镍23 28g/L、次亚磷酸钠18 25g/L、乳酸ri2g/L、丙酸:Tl3g/L、醋酸钠2(T40g/L、柠檬酸l 7g/L、葡萄糖酸钠4 20g/L、丁ニ酸6 22 g/L、润湿剂8 14mg/L、复合稳定剂6 10ml/L、pH 5. 5 6.0。所述步骤(4)中酸性高磷Ni-P镀层磷含量在10 14%之间。所述步骤(6)中酸性低磷Ni-P镀层磷含量在2 4%之间。所述步骤(4)中酸性高磷Ni-P镀层镀态硬度为Hv45(T550。所述步骤(6)中酸性低磷Ni-P镀层镀态硬度为Hv65(T750。与现有技术相比，本发明可在不同基材上化学镀双层Ni-P镀层，底层为酸性高磷Ni-P镀层而外层为酸性低磷Ni-P镀层，耐蚀性和耐磨性比一般双Ni-P镀层更好，酸性低磷Ni-P镀层镀态硬度可达Hv65(T750，在550°C热处理后硬度可达Hv100(T1100，酸性高磷Ni-P镀层镀态硬度可达Hv45(T550。酸性低磷Ni-P镀层和酸性高磷Ni-P镀层之间的结合良好，无分层现象，镀层外观光滑、光亮，结晶细致平整。镀液稳定，不含铅、铬、镉等有毒重 金属，減少了对环境及人体的危害，是ー种环保型镀液，同时废水处理容易且费用低，镀液使用周期长。
具体实施例方式为了更好的理解本发明，下面结合具体实施例来进ー步说明。ー种化学镀双层Ni-P镀层的方法，其特征在于包括以下步骤
(1)化学除油使用除油粉对エ件进行化学除油；
(2)酸洗除锈在体积分数30%的盐酸中除锈；
(3)首次活化在体积分数5 10%的硫酸中活化；
(4)化学镀酸性高磷Ni-P层采用化学镀酸性高磷Ni-P层镀液在85±2°C条件下施镀5(T60min得酸性高磷Ni-P镀层，镀速为9 14Mm/h ；
(5)再次活化在体积分数10%的硫酸中活化；
(6)化学镀酸性低磷Ni-P层采用化学镀酸性低磷Ni-P层镀液在88±2°C条件下施镀5(T60min得酸性低磷Ni-P镀层，镀速15 20Mm/h ；
(7)镀后处理镀层烘干后视情况进行热处理；
上述各步骤间都要进行水洗。所述步骤(4)中化学镀酸性高磷Ni-P层镀液的配方为六水硫酸镍2(T25g/L、次亚磷酸钠35 45g/L、复合络合剂15(Tl80ml/L、复合稳定剂6 12ml/L、复合光亮剂5 IOml/L、pH 4. 2 4. 6。
所述步骤(6)中化学镀酸性低磷Ni-P层镀液的配方为六水硫酸镍23 28g/L、次亚磷酸钠18 25g/L、乳酸ri2g/L、丙酸:Tl3g/L、醋酸钠2(T40g/L、柠檬酸广7g/L、葡萄糖酸钠4 20g/L、丁ニ酸6 22 g/L、润湿剂8 14mg/L、复合稳定剂6 10ml/L、pH 5. 5 6.0。所述步骤(4)中酸性高磷Ni-P镀层磷含量在10 14%之间。所述步骤(6)中酸性低磷Ni-P镀层磷含量在2 4%之间。所述步骤(4)中酸性高磷Ni-P镀层镀态硬度为Hv45(T550。所述步骤(6)中酸性低磷Ni-P镀层镀态硬度为Hv65(T750。实施例I
I)化学除油采用钢铁件无磷除油粉对45#钢エ件进行化学除油，除油液中除油粉浓度为50 g/L，温度为60°C，时间为3 6min ；2)水洗；
3)酸洗除锈在体积分数30%盐酸中除锈Imin； 4)水洗；
5)首次活化在体积分数10%硫酸中活化为20s；
6)水洗；
7)纯水洗;
8)化学镀酸性高磷Ni-P层采用以下配方的化学镀酸性高磷Ni-P层镀液，在温度86°C、条件下施镀50min ;所述化学镀酸性低磷Ni-P层镀液的配方为六水硫酸镍21g/L、次亚磷酸钠36g/L、复合络合剂155ml/L、复合稳定剂llml/L、复合光亮剂5ml/L、pH 4. 2，配制时需用纯水，用体积分数10%硫酸溶液和质量分数10%氢氧化钠溶液调节pH值；
9)水洗；
10)再次活化在体积分数10%硫酸中活化为30s；
11)水洗；
12)纯水洗；
13)化学镀酸性低磷Ni-P层采用以下配方的化学镀酸性低磷Ni-P层镀液，在温度83°C条件下施镀58min ;所述化学镀酸性低磷Ni-P层镀液的配方为六水硫酸镍28g/L、次亚磷酸钠18g/L、乳酸4g/L、丙酸12g/L、醋酸钠20g/L、柠檬酸I g/L、葡萄糖酸钠5g/L、丁ニ酸10g/L、润湿剂8ml/L、复合稳定剂8ml/L、pH 5. 6，配制时需用纯水，用体积分数10%的硫酸溶液和质量分数10%的氢氧化钠溶液调节pH值；
14)水洗；
15)烘干;
16)热处理。实施例2
1)化学除油采用合金件除油粉对黄铜エ件进行化学除油，除油液中除油粉浓度为50g/L,温度为60°C,时间为3 6min ；
2)水洗；
3)首次活化在体积分数5%的硫酸中活化为IOs；
4)水洗；
5)纯水洗；
6)化学镀酸性高磷Ni-P层采用以下配方的化学镀酸性高磷Ni-P层镀液，在温度88°C、条件下施镀60min ;所述化学镀酸性低磷Ni-P层镀液的配方为六水硫酸镍23g/L、次亚磷酸钠37g/L、复合络合剂160ml/L、复合稳定剂9ml/L、复合光亮剂7ml/L、pH 4. 5，配制时需用纯水，用体积分数10%的硫酸溶液和质量分数10%的氢氧化钠溶液调节pH值；；
7)水洗；
8)再次活化在体积分数10%的硫酸中活化为30s；
9)水洗；
10)纯水洗；
11)化学镀酸性低磷Ni-P层采用以下配方的化学镀酸性低磷Ni-P层镀液，在温度85°C条件下施镀55min ;所述化学镀酸性低磷Ni-P层镀液的配方为六水硫酸镍27g/L、次亚磷酸钠24g/L、乳酸8g/L、丙酸9g/L、醋酸钠30g/L、柠檬酸3 g/L、葡萄糖酸钠8g/L、丁ニ酸9g/L、润湿剂9ml/L、复合稳定剂8ml/L、pH 5. 8，配制时需用纯水，用体积分数10%的硫酸溶液和质量分数10%的氢氧化钠溶液调节pH值；
12)水洗；
13)烘干；
14)热处理。
实施例3
1)化学除油使用有色金属除油粉对5086#铝材エ件进行化学除油，除油液中除油粉浓度为50g/L，温度为60°C，时间为3 6min ；
2)水洗；
3)碱蚀用铝合金碱蚀粉对基材进行碱蚀；
4)水洗；
5)除垢用酸性除垢剂进行除垢；
6)水洗;
7)一次浸锌铝合金用浸锌液浸锌；
8)水洗；
9)退锌在I:I硝酸(体积比)中退锌；
10)水洗；
11)二次浸锌；
12)水洗；
13)纯水洗；
14)化学镀酸性高磷Ni-P层采用以下配方的化学镀酸性高磷Ni-P层镀液，在温度90°C、条件下施镀55min ;所述化学镀酸性低磷Ni-P层镀液的配方为六水硫酸镍24g/L、次亚磷酸钠40g/L、复合络合剂180ml/L、复合稳定剂10ml/L、复合光亮剂10ml/L、pH 4. 4，配制时需用纯水，用硫酸和氢氧化钠调节PH值；
15)水洗；
16)再次活化在体积分数10%的硫酸中活化为IOs；
17)水洗；
18)纯水洗；
19)化学镀酸性低磷Ni-P层采用以下配方的化学镀酸性低磷Ni-P层镀液，在温度84°C条件下施镀55min ;所述化学镀酸性低磷Ni-P层镀液的配方为六水硫酸镍24g/L、次亚磷酸钠19g/L、乳酸10g/L、丙酸8g/L、醋酸钠33g/L、柠檬酸lg/L、葡萄糖酸钠llg/L、丁ニ酸12g/L、润湿剂10ml/L、复合稳定剂8ml/L、pH 5. 5,配制时需用纯水,用硫酸和氢氧化钠调节PH值；
20)水洗；
21)烘干；
22)热处理。本发明可在不同基材上化学镀双层Ni-P镀层，制得的镀层耐蚀性和耐磨性比一般双Ni-P镀层更好，底层为酸性高磷Ni-P镀层磷含量在10 13%，镀态硬度可达Hv45(T550，外层为低磷Ni-P镀层的磷含量在2 4%之间，镀态硬度可达Hv65(T750，在550°C热处理后硬度可达HvlOO(TllOO。化学镀Ni-P的镀速快，酸性低磷Ni-P镀层的镀速为15 20Mm/h，酸性高磷Ni-P镀层的镀速为9 14Mm/h。酸性低磷Ni-P镀层和酸性高磷Ni-P镀层之间的结合良好，无分层现象，镀层外观光滑、光亮，结晶细致平整。镀液稳定，不含铅、铬、镉等有毒重金属，減少了对环境及人体的危害，是ー种环保型镀液，同时废水处理容易且费用低，镀液使用周期长。
在上文的叙述中省略了本发明中某些条件和原材料，但是本领域的普通技术人员能够现有技术理解本发明，并不影响本发明的充分公开。以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
权利要求
1.ー种化学镀双层Ni-P镀层的方法，其特征在于包括以下步骤 (1)化学除油使用除油粉对エ件进行化学除油； (2)酸洗除锈在体积分数30%的盐酸中除锈； (3)首次活化在体积分数5 10%的硫酸中活化； (4)化学镀酸性高磷Ni-P层采用化学镀酸性高磷Ni-P层镀液在85±2°C条件下施镀5(T60min得酸性高磷Ni-P镀层，镀速为9 14Mm/h ； (5)再次活化在体积分数10%的硫酸中活化； (6)化学镀酸性低磷Ni-P层采用化学镀酸性低磷Ni-P层镀液在88±2°C条件下施镀5(T60min得酸性低磷Ni-P镀层，镀速15 20Mm/h ； (7)镀后处理镀层烘干后视情况进行热处理； 上述各步骤间都要进行水洗。
2.根据权利要求I所述的化学镀双层Ni-P镀层的方法，其特征在干所述步骤(4)中化学镀酸性高磷Ni-P层镀液的配方为六水硫酸镍2(T25g/L、次亚磷酸钠35 45g/L、复合络合剂15(Tl80ml/L、复合稳定剂6 12ml/L、复合光亮剂5 10ml/L、pH 4. 2 4. 6。
3.根据权利要求I所述的化学镀双层Ni-P镀层的方法，其特征在干所述步骤(6)中化学镀酸性低磷Ni-P层镀液的配方为六水硫酸镍23 28g/L、次亚磷酸钠18 25g/L、乳酸4 12g/L、丙酸3 13g/L、醋酸钠2(T40g/L、柠檬酸I 7g/L，葡萄糖酸钠4 20g/L、丁ニ酸6 22 g/L、润湿剂8 14mg/L、复合稳定剂6 10ml/L、pH 5. 5 6.0。
4.根据权利要求I所述的化学镀双层Ni-P镀层的方法，其特征在于所述步骤(4)中酸性高磷Ni-P镀层磷含量在10 14%之间。
5.根据权利要求I所述的化学镀双层Ni-P镀层的方法，其特征在于所述步骤(6)中酸性低磷Ni-P镀层磷含量在2 4%之间。
6.根据权利要求I所述的化学镀双层Ni-P镀层的方法，其特征在于所述步骤(4)中酸性高磷Ni-P镀层镀态硬度为Hv45(T550。
7.根据权利要求I所述的化学镀双层Ni-P镀层的方法，其特征在于所述步骤(6)中酸性低磷Ni-P镀层镀态硬度为Hv60(T700。
全文摘要
本发明涉及一种在不同基体上镀双层化学Ni-P镀层的方法，包括下述工艺步骤(1)化学除油工件在除油液中除油；(2)首次活化在体积分数5～10%的硫酸中活化；(3)化学镀酸性高磷Ni-P层；(4)再次活化在体积分数10%的硫酸中活化；(5)化学镀酸性低磷Ni-P层；(6)镀后处理。本发明是在工件上化学镀酸性高磷Ni-P层后再在其上续镀酸性低磷Ni-P层，该镀层具有结合力好、均匀致密性能好、硬度高、耐腐蚀、耐磨性能强的优点；低磷和高磷化学镀Ni-P液中均不含铅、镉、六价铬等有毒重金属元素，减少了对环境及人体的危害，是一种环保型镀液，同时废水处理容易且费用低，镀液使用周期长。
文档编号C23C18/32GK102644067SQ201210085329
公开日2012年8月22日 申请日期2012年3月28日 优先权日2012年3月28日
发明者张晓明, 林继月, 胡耀红, 赵国鹏, 鹿轩 申请人:广州市二轻工业科学技术研究所, 广州鸿葳科技股份有限公司