专利名称：一种用于多孔基材快速镀镍的电镀水溶液的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种快速镀镍的电镀水溶液，更具体地说，是涉及一种用于多孔基材快速镀镍的电镀水溶液。
背景技术：
王庆良在“稀土在电镀技术中的应用”一文(材料保护199528(5)10-11)中综述了稀土在普通电镀、复合镀、热浸镀、电刷镀中的应用，从文中可以发现不同稀土元素的盐类，对不同电镀金属溶液有着不同的作用，从而对金属材料的性能改善也有不同。潘秉锁等人在“稀土元素对镍及镍钴合金镀层性能的影响”一文(材料保护200235(6)21-22)中考察了以不锈钢片为阴极，在普通镀镍及镍钴合金电镀液中添加稀土及不同稀土添加量对电镀后材料性能的影响，发现添加稀土后材料的硬度大幅提高，镀层孔隙率减小。尽管如此，我们在将该镀液应用于泡沫镍生产的电镀实验中发现，电镀液中由于大量使用氯化铵，使得多孔镍基材上的镀层应力很大，稀土的添加不但没有降低应力，反而使内应力更大，柔韧性很差，长期使用这种镀液，因累积作用更使得生产的泡沫镍发脆；另一方面由于镀液中氯离子浓度很高，对生产设备腐蚀大；而且镀液适合在低温、低电流密条件下应用，因此在应用到实际生产时，降低生产效率。
现有技术中公开的添加稀土的电镀液在应用时，适于以致密的金属片材为阴极，在其上电镀其它金属，以提高金属基材硬度、防腐蚀性能、高温抗氧化性能。而在以经导电化处理后的非金属多孔基材为阴极的电镀镍的实际生产中，由于多孔材料的应用领域对材料的质量要求，延伸率、抗拉强度、柔韧性是三个关键的机械性能指标，要求电镀液能使高速电镀后的多孔金属材料经常规热处理后，在不降低延伸率和柔韧性的同时，提高材料的抗拉强度，对材料的硬度、防腐蚀性能、高温抗氧化性能没有特殊的要求，由于目前普遍认为在一般条件下，硬度与延伸率和柔韧性是矛盾的，强度与硬度相关，因此添加稀土的电镀液在经导电化处理后的非金属多孔基材上电镀，以改善多孔材料性能的应用始终未见报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于经导电化处理后的非金属多孔基材快速镀镍电镀水溶液，使用该快速镀镍电镀水溶液进行电镀的多孔金属材料经高速电镀覆镍，再经常规热处理后，抗拉强度提高，同时材料的柔韧性和延伸率仍能达到应用要求，提高材料的综合机械性能。
本发明之用于多孔基材快速镀镍的电镀水溶液，含如下溶质成分及配比硫酸镍(220-300)g/L氯化镍(25-35)g/L硼酸 (30-40)g/L 稀土盐(0.4-8)g/LpH值为3.8-4.4。
所述的稀土盐可以是下述盐类中的一种单稀土元素的硫酸盐、单稀土元素的氯化物、混合稀土的氯化物、混合稀土的硫酸盐；优选的为下述盐类中的一种单稀土元素硫酸盐中的硫酸镧、硫酸高铈，单稀土元素氯化物中的氯化镧、氯化铈，富镧混合稀土氯化物；更优选的为所述的富镧混合稀土氯化物中，金属镧的量以La2O3的形式计算，La2O3/TREO为50％-95％(重量比)，其中TREO表示以稀土氧化物计算的稀土总量。
电镀时温度为45-60℃。
本发明之电镀水溶液宜按下述方法配制首先依常规电镀镍溶液配制方法配制所需体积的不含稀土盐的电镀液基液，然后将称取的稀土盐固体用所述适量的电镀液基液在另一容器中完全溶解并过滤后，再将溶解有稀土盐的滤液合并入其余的电镀液基液，调节pH到所需范围，即得所需的电镀液。为避免稀土盐粉末因杂质等其它因素而不能完全溶于电镀液中，从而影响正常电镀以及给镀后材料带来外观不佳、沉积不均匀等不良后果，稀土盐固体粉末不宜直接加入电镀基液中。为了使生产出的基材具有更好的表面状态，电镀液中还可添加常规量的镀镍用常用添加剂，如光亮剂糖精、1，4-丁炔二醇等；防针孔剂十二烷基磺酸钠等。
经导电化处理的非金属多孔基材电镀时，保持电镀液温度在45-60℃，控制电流密度为5A/dm2-20A/dm2，电镀时间则由基材面积和所需镀覆的镍量所决定。若按常规上镍量400g/m2计算，镀每平方分米基材料所需时间一般控制为14-60min。
本发明的优点(1)经过本发明的电镀液处理后的多孔材料的机械性能得到改善。经导电化处理后的非金属基材，分别在不同电镀液中电镀，除使用的电镀液中稀土盐种类及其浓度不同外，基材采用聚氨酯海绵、其余电镀条件、热处理条件、检测方法和条件均相同，上镍量均为常规值400g/m2，基液则表示不含稀土盐的电镀水溶液，结果如下表所示
从上表中清晰地说明，经本发明的电镀液处理后的多孔材料的抗拉强度较用常规电镀液处理后的多孔材料的抗拉强度平均可提高10％以上，而延伸率和柔韧性相当，综合机械性能因此而得到提升。
(2)电镀液稳定，抗有害杂质的能力有所提高。经相同长的时间电镀后，从基液中电镀出来的产品明显外观质量较差，且在热处理后，多孔材料的各种性能都整体下降，如发脆、有黑点、裂纹增多、抗拉强度下降等，从本发明的电镀液电镀出来的产品，上述现象较少甚至没有。
(3)与复合镀方式实现提高多孔材料的抗拉强度相比，其最大优点在于它是通过溶液方式实现的，溶液中没有固体物质，实现方式简单，生产中易于控制。
具体实施例方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1首先依常规电镀镍溶液配制方法配制所需体积的不含稀土的电镀水溶液基液，其中硫酸镍220g/L，氯化镍35g/L，硼酸40g/L，然后取所需体积中所含的氯化镧固体量，用部分上述基液在另外的容器中完全溶解它，过滤后，将滤液合并入其余的基液，使镀液中氯化镧的浓度为5g/L，用酸或碱调节镀液pH到4.0-4.4之间，得所需的电镀液。经导电化处理的非金属多孔基材在电镀时，保持电镀液温度在50-55℃，控制电流密度为10A/dm2，镀一平方分米基材所需时间约为30min，基材上镍量约为400g/m2。
电镀后经常规热处理所得多孔金属材料，用工业常规方法检测，抗拉强度为1.75MPa，纵向延伸率为7％，纵向柔韧性达6次。
实施例2首先依常规电镀镍溶液配制方法配制所需体积的不含稀土的电镀水溶液基液，其中硫酸镍280g/L，氯化镍30g/L，硼酸35g/L，然后按所需体积中所应含的固体量，称取硫酸镧，用部分上述基液在另外的容器中完全溶解它，过滤后，将滤液合并入剩余的基液，使镀液中硫酸镧的浓度为1g/L，向其中添加0.6g/L的糖精作为光亮剂，用酸或碱调节镀液pH到4.0-4.2之间，得所需的电镀液。经导电化处理的非金属多孔基材在电镀时，保持电镀液温度在50-55℃，控制电流密度为20A/dm2，镀一平方分米基材所需时间为14min，基材上镍量约为400g/m2。
电镀后经常规热处理所得多孔金属材料，用工业常规方法检测，抗拉强度为1.35MPa，纵向延伸率为7％，纵向柔韧性可达7次。
实施例3首先依常规电镀镍溶液方法和步聚配制所需体积的不含稀土的电镀水溶液基液，其中硫酸镍250g/L，氯化镍35g/L，硼酸35g/L，然后按所需体积中应含的固体量称取硫酸高铈，用部分上述基液在另外的容器中完全溶解它，过滤后，将滤液合并入剩余的基液，使镀液中硫酸高铈的浓度为3g/L，向其中添加0.4g/L的糖精作为光亮剂和常规浓度的十二烷基磺酸钠作为防针孔剂，用酸或碱调节镀液pH到3.8-4.0之间，得所需的电镀液。经导电化处理的非金属多孔基材在电镀时，保持电镀液温度在55-60℃，控制电流密度为5A/dm2，镀一平方分米基材所需时间为58min，基材上镍量约为400g/m2。
电镀后经常规热处理所得多孔金属材料，用工业常规方法检测，抗拉强度为1.4MPa，纵向延伸率为6％，纵向柔韧性可达7次。
实施例4首先依常规电镀镍溶液方法和步聚配制所需体积的不含稀土的电镀水溶液基液，其中硫酸镍300g/L，氯化镍25g/L，硼酸40g/L，然后按所需体积中应含的固体量，称取富镧混合稀土氯化物，其中La2O3/TREO(重量比)为60％-70％，用部分上述基液在另外的容器中完全溶解它，过滤后，将滤液合并入剩余的基液，使镀液中富镧混合稀土氯化物的浓度为8g/L，向其中添加0.6g/L的糖精作为光亮剂，用酸或碱调节镀液pH到3.8-4.0之间，得所需的电镀液。经导电化处理的非金属多孔基材在电镀时，保持电镀液温度在50-55℃，控制电流密度为15A/dm2，镀一平方分米基材所需时间为19min，基材上镍量约为400g/m2。
电镀后经常规热处理所得多孔金属材料，用工业常规方法检测，抗拉强度为1.3MPa，纵向延伸率为6％，纵向柔韧性可达7次。
实施例5首先依常规电镀镍溶液方法和步聚配制所需体积的不含稀土的电镀水溶液基液，其中硫酸镍280g/L，氯化镍28g/L，硼酸40g/L，然后按所需体积中应含的固体量，称取富镧混合稀土氯化物，其中La2O3/TREO(重量比)为90％-95％，用部分上述基液在另外的容器中完全溶解它，过滤后，将滤液合并入剩余的基液，使镀液中的富镧混合稀土氯化物浓度为5g/L，用酸或碱调节镀液pH到4.0-4.2之间，得所需的电镀液。经导电化处理的非金属多孔基材在电镀时，保持电镀液温度在50-55℃，控制电流密度为10A/dm2，镀一平方分米基材所需时间为30mi n，基材上镍量约为400g/m2。
电镀后经常规热处理所得多孔金属材料，用工业常规方法检测，抗拉强度为1.9MPa，纵向延伸率为8％，纵向柔韧性可达7次。
实施例6首先依常规电镀镍溶液方法和步聚配制所需体积的不含稀土的电镀水溶液基液，其中硫酸镍280g/L，氯化镍28g/L，硼酸40g/L，然后按所需体积中应含的固体量，称取氯化铈，用部分上述基液在另外的容器中完全溶解它，过滤后，将滤液合并入剩余的基液，使镀液中的氯化铈浓度为1g/L，用酸或碱调节镀液pH到4.0-4.2之间，得所需的电镀液。经导电化处理的非金属多孔基材在电镀时，保持电镀液温度在50-55℃，控制电流密度为10A/dm2，镀一平方分米基材所需时间为30min，基材上镍量约为400g/m2。
电镀后经常规热处理所得多孔金属材料，用工业常规方法检测，抗拉强度为1.3MPa，纵向延伸率为7％，纵向柔韧性可达7次。
权利要求
1.一种用于多孔基材快速镀镍的电镀水溶液，所含溶质成分及配比为硫酸镍220-250g/L氯化镍25-35g/L硼酸 30-40g/L 稀土盐0.4-8g/LpH值为3.8-4.4。
2.如权利要求1所述的用于多孔基材快速镀镍的电镀水溶液，其特征在于所述的稀土盐为下述盐类中的一种单稀土元素的硫酸盐、单稀土元素的氯化物、混合稀土的氯化物、混合稀土的硫酸盐。
3.如权利要求2所述的用于多孔基材快速镀镍的电镀水溶液，其特征在于所述单稀土元素的硫酸盐为硫酸镧、硫酸高铈。
4.如权利要求2所述的用于多孔基材快速镀镍的电镀水溶液，其特征在于所述单稀土元素的氯化物为氯化镧、氯化铈。
5.如权利要求2所述的用于多孔基材快速镀镍的电镀水溶液，其特征在于所述混合稀土的氯化物为富镧混合稀土氯化物。
6.如权利要求5所述的用于多孔基材快速镀镍的电镀水溶液，其特征在于所述富镧混合稀土氯化物中，La2O3/TREO为50％-95％(重量比)。
全文摘要
本发明公开了一种可用于多孔基材快速镀镍的电镀液，该电镀液是在高速镀镍溶液中添加0.4－8g/L的稀土盐类，所述稀土盐既可以是单稀土元素的盐类，也可以是混合稀土盐类，尤其是添加富镧混合稀土氯化物，电镀效果最佳。该电镀液可以在大电流密度条件下，使经导电化处理后的多孔基材快速镀镍，再经热处理得到的多孔材料的抗拉强度平均提高10％以上，而延伸率和柔韧性能不下降，且此电镀液稳定，抗有害杂质的能力有所提高，生产中易于控制。
文档编号C25D3/12GK1876897SQ200510031679
公开日2006年12月13日 申请日期2005年6月8日 优先权日2005年6月8日
发明者陶维正, 唐振武, 周小平, 蒋素斌, 陈晓智, 谢新苗 申请人:长沙力元新材料股份有限公司