专利名称：一种环保三价铬电镀液及其电镀方法
技术领域：
本发明涉及一种电镀技术，更具体地说，是涉及一种三价铬电镀技术。
背景技术：
铬具有优良的装饰性和功能性。目前使用最普遍的工业化工艺为六价铬镀铬，但是，六价铬危害巨大。世界卫生组织、欧洲和美国等越来越密切关注六价铬的危害，不断降低六价铬废水的排放标准。三价铬电镀作为最重要、最直接有效的替代六价铬电镀工艺，无论从工艺性能或环境保护上都比六价铬电镀具有无可比拟的优越性。如三价铬镀液污染比较少，其毒性仅为六价铬的1%，电镀时不产生有害的铬酸雾，且镀液浓度低，污水处理简单，只要将废水PH调到8以上，即沉淀出Cr(OH)3 ；从理论上讲，在相同电流密度下，三价铬电沉积速度可达到六价铬的2倍，且其镀液分散能力、覆盖能力比铬酸镀液好，光亮电流密度范围比较宽，适合于形状较为复杂的零件镀铬；三价铬的电流效率比六价铬镀铬要高，可达到25% ；三价铬工艺可在锌、锌压铸件或钛上直接镀铬，也可进行滚镀铬；三价铬镀液可在常温工作，节约能源；三价铬镀层为不连续微裂纹铬，耐蚀性高于铬酸镀铬，硬度不低于铬酸镀铬层；电流密度范围宽，为015 lOOA/dm2 ；不受电流中断的影响等。但是，现有的三价铬电镀工艺，电镀液一般包含有开缸盐、稳定剂、络合剂、湿润剂。其沉积的镀层抗腐蚀能力差，镀液的覆盖能力低，不能满足实际工业生产需求。因此，开发一种抗腐蚀能力强，覆盖能力佳的环保三价铬电镀方法具有重要的意义。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种环保三价铬电镀液及其电镀方法，本发明的第一个目的，是提供一种环保三价铬电镀液，该电镀液具有抗腐蚀能力强，覆盖能力佳等优点。为了实现本发明的第一个目的，本发明提供一种环保三价铬电镀液，主要包含开缸剂、稳定剂、湿润剂、络合剂和水，还包含有硫酸铁和硫酸钴；所述硫酸铁含量为0. 3-3克 /升，所述硫酸钴含量为2-10克/升。本发明还可做以下改进所述硫酸铁的含量优选0. 5-1克/升；所述硫酸钴的含量优选3. 5-7. 5克/升。所述开缸剂包括水溶性三价铬盐和一种混合物，该混合物选自硼酸、硫酸钾、硫酸铵中的一种或几种；所述开缸剂含量为300-600克/升。所述水溶性三价铬优选硫酸铬钾；含量为100-180克/升。所述稳定剂选自乙二醇、甲酸甲酯、甲酸铵、草酸钠、溴化钾中的至少一种；所述稳定剂含量为40-140克/升。所述湿润剂选自戊二酸磺酸盐、磺基琥珀酸酯、碳原子数为5 25的烷基硫酸盐中的至少一种；所述湿润剂含量为0. 5-5克/升。
所述络合剂选自乙二酸盐、琥珀酸盐、苹果酸盐、甘氨酸中的至少一种；所述络合剂含量为1-5克/升。所述电镀液的pH值为2. 5-3. 0 ；用氨水或盐酸调整。本发明的第二个目的，是提供一种环保三价铬电镀方法，包括以下步骤(1)将石墨板放入前述的一种环保三价铬电镀液中，作为阳极；(2)将工件放入前述的一种环保三价铬电镀液中，作为阴极；(3)通入直流电源，阴极电流密度3-33安培/平方分米，电镀液温度^_45°C，电镀时间0. 2-5分钟。本发明的一种环保三价铬电镀方法还可做以下改进所述步骤(3)中阴极电流密度优选10-25安培/平方分米；电镀液温度优选 32-380C ；电镀时间优选1-3分钟。与现有技术相比，本发明具有的有益效果为1)通过实施例可知，本发明通过在镀液中加入硫酸铁和硫酸钴，可显著提高镀液的覆盖能力。2)通过实施例可知，本发明通过在镀液中加入硫酸铁和硫酸钴，可明显提高铬层抗腐蚀能力。
具体实施例下面结合具体实施例对本发明做进一步的详细说明，但不构成的对本发明的任何限制。实施例1电镀液成分硫酸铁0. 5克/升
硫酸钴7. 5克/升
硫酸铬100克/升
溴化钾100克/升
氯化钾200克/升
硼酸阳克/升
甲酸钠7克/升
铵基乙酸10克/升
磺基丁ニ酸盐 0. 2克/升
甘油三脂肪酸酷 0. 5克/升
余量为水 电镀方法取镀镍片(镍层厚度8微米的标准黄铜片100*70毫米)，在的侯氏槽中进行电镀测试，条件为温度35°C、直流电流为8安培、电镀2分钟，阳极使用高纯度石墨(纯度99. 99% )，得到试片Al。电镀效果评价观察试片上的光亮区范围为5X9. 4厘米，可获取镀液工作的电流密度范围，进而评价镀液的覆盖能力。将未镀上铬层部位用清漆封闭，做中性盐雾试验36 小时，未见铬层腐蚀。实施例2电镀液成分
硫酸铁0. 6克/升硫酸钴6. 5克/升硫酸铬150克/升溴化钾5克/升氯化钾150克/升硼酸50克/升甲酸钠10克/升铵基乙酸5克/升磺基丁二酸盐0. 1克/升甘油三脂肪酸酯0. 2克/升
余量为水电镀方法取镀镍片(镍层厚度8微米的标准黄铜片100*70毫米)，在的侯氏槽中进行电镀测试，条件为温度35°C、直流电流为8安培、电镀2分钟，阳极使用高纯度石墨(纯度99. 99% )，得到试片A2。电镀效果评价观察试片上的光亮区范围为5X9. 5厘米，可获取镀液工作的电流密度范围，进而评价镀液的覆盖能力。将未镀上铬层部位用清漆封闭，做中性盐雾试验32 小时，未见铬层腐蚀。实施例3电镀液成分硫酸铁0. 7克/升硫酸钴6. 0克/升硫酸铬135克/升溴化钾20克/升氯化钾250克/升硼酸60克/升甲酸钠5克/升铵基乙酸15克/升磺基丁二酸盐0. 3克/升甘油三脂肪酸酯1克/升余量为水电镀方法取镀镍片(镍层厚度8微米的标准黄铜片100*70毫米)，在的侯氏槽中进行电镀测试，条件为温度35°C、直流电流为8安培、电镀2分钟，阳极使用高纯度石墨(纯度99. 99% )，得到试片A3。电镀效果评价观察试片上的光亮区范围为5X9. 1厘米，可获取镀液工作的电流密度范围，进而评价镀液的覆盖能力。将未镀上铬层部位用清漆封闭，做中性盐雾试验32 小时，未见铬层腐蚀。实施例4电镀液成分
硫酸铁0. 8克/升硫酸钴5. 5克/升硫酸铬120克/升溴化钾12克/升氯化钾200克/升硼酸58克/升甲酸钠7克/升铵基乙酸12克/升磺基丁二酸盐0. 3克/升甘油三脂肪酸酯0. 4克/升余量为水 电镀方法取镀镍片(镍层厚度8微米的标准黄铜片100*70毫米)，在的侯氏槽中进行电镀测试，条件为温度35°C、直流电流为8安培、电镀2分钟，阳极使用高纯度石墨(纯度99. 99% )，得到试片A4。电镀效果评价观察试片上的光亮区范围为5X9. 4厘米，可获取镀液工作的电流密度范围，进而评价镀液的覆盖能力。将未镀上铬层部位用清漆封闭，做中性盐雾试验36 小时，未见铬层腐蚀。实施例5电镀液成分
硫酸铁0. 9克/升硫酸钴4. 5克/升硫酸铬120克/升溴化钾8克/升氯化钾180克/升硼酸53克/升甲酸钠8克/升铵基乙酸7克/升磺基丁二酸盐0. 1克/升甘油三脂肪酸酯0. 6克/升
余量为水电镀方法取镀镍片(镍层厚度8微米的标准黄铜片100*70毫米)，在的侯氏槽中进行电镀测试，条件为温度35°C、直流电流为8安培、电镀2分钟，阳极使用高纯度石墨(纯度99. 99% )，得到试片A5。电镀效果评价观察试片上的光亮区范围为5X9. 2厘米，可获取镀液工作的电流密度范围，进而评价镀液的覆盖能力。将未镀上铬层部位用清漆封闭，做中性盐雾试验32 小时，未见铬层腐蚀。实施例6电镀液成分硫酸铁1.0克/升硫酸钴3. 5克/升硫酸铬150克/升溴化钾15克/升氯化钾200克/升硼酸53克/升甲酸钠7克/升铵基乙酸6克/升磺基丁二酸盐0. 2克/升甘油三脂肪酸爾I 0. 7克/升余量为水电镀方法取镀镍片(镍层厚度8微米的标准黄铜片100*70毫米)，在的侯氏槽中进行电镀测试，条件为温度35°C、直流电流为8安培、电镀2分钟，阳极使用高纯度石墨(纯度99. 99% )，得到试片A6。电镀效果评价观察试片上的光亮区范围为5X9. 0厘米，可获取镀液工作的电流密度范围，进而评价镀液的覆盖能力。将未镀上铬层部位用清漆封闭，做中性盐雾试验36 小时，未见铬层腐蚀。实施例7电镀液成分
硫酉!铁0. 3克/升硫酉!钴10. 0克/升硫酉堯铬钾120克/升溴化钾120克/升硼酉I80克/升戊二二酸磺酸盐0. 5克/升草酉!盐1克/升余量为水调节pH 为 2. 5电镀方法取镀镍片(镍层厚度8微米的标准黄铜片100*70毫米)，在的侯氏槽中进行电镀测试，条件为温度^°C、直流电流为10安培、电镀1分钟，阳极使用高纯度石墨(纯度99. 99% )，得到试片A7。电镀效果评价观察试片上的光亮区范围为5X9. 0厘米，可获取镀液工作的电流密度范围，进而评价镀液的覆盖能力。将未镀上铬层部位用清漆封闭，做中性盐雾试验36小时，未见铬层腐蚀。实施例8电镀液成分
硫酸铁1. 5克/升硫酸钴2. 0克/升硫酸铬钾150克/升草酸钠50克/升硫酸钾190克/升硼酸70克/升磺基琥珀酸酯2. 5克/升琥珀酸盐3克/升余量为水调节pH 为 3. 0电镀方法取镀镍片(镍层厚度8微米的标准黄铜片100*70毫米)，在的侯氏槽中进行电镀测试，条件为温度45°C、直流电流为3安培、电镀5分钟，阳极使用高纯度石墨(纯度99. 99% )，得到试片A8。电镀效果评价观察试片上的光亮区范围为5X9. 0厘米，可获取镀液工作的电流密度范围，进而评价镀液的覆盖能力。将未镀上铬层部位用清漆封闭，做中性盐雾试验32 小时，未见铬层腐蚀。实施例9电镀液成分
硫酸铁0. 7克/升硫酸钴5. 0克/升硫酸铬钾180克/升甲酸甲酯60克/升硫酸铵200克/升硼酸55克/升十二烷基硫酸5克/升苹果酸盐5克/升
余量为水调节pH 为 2. 8电镀方法取镀镍片(镍层厚度8微米的标准黄铜片100*70毫米)，在的侯氏槽中进行电镀测试，条件为温度38° C、直流电流为17安培、电镀3分钟，阳极使用高纯度石墨(纯度99. 99% )，得到试片A9。电镀效果评价观察试片上的光亮区范围为5X9. 0厘米，可获取镀液工作的电流密度范围，进而评价镀液的覆盖能力。将未镀上铬层部位用清漆封闭，做中性盐雾试验32 小时，未见铬层腐蚀。实施例10电镀液成分
硫酸铁0. 7克/升硫酸钴5. 0克/升硫酸铬钾120克/升乙二醇60克/升硼酸60克/升硫酸钾280克/升戊烷硫酸盐3克/升甘氨酸4克/升余量为水使用氨水及盐酸调节pH为2. 5电镀方法取镀镍片(镍层厚度8微米的标准黄铜片100*70毫米)，在的侯氏槽中进行电镀测试，条件为温度32°C、直流电流为33安培、电镀0. 2分钟，阳极使用高纯度石墨(纯度99. 99% )，得到试片AlO。电镀效果评价观察试片上的光亮区范围为5X9. 0厘米，可获取镀液工作的电流密度范围，进而评价镀液的覆盖能力。将未镀上铬层部位用清漆封闭，做中性盐雾试验32 小时，未见铬层腐蚀。实施例11电镀液成分
硫酸铁0. 7克/升硫酸钴5. 0克/升硫酸铬钾150克/升甲酸铵90克/升硫酸铵210克/升硼酸65克/升二十五烷基硫酸 k 1. 5克/升
余量为水
使用氨水及盐酸调节pH为3. 0电镀方法取镀镍片(镍层厚度8微米的标准黄铜片100*70毫米)，在的侯氏槽中进行电镀测试，条件为温度35°C、直流电流为25安培、电镀1分钟，阳极使用高纯度石墨(纯度99. 99% )，得到试片All。电镀效果评价观察试片上的光亮区范围为5X9. 0厘米，可获取镀液工作的电流密度范围，进而评价镀液的覆盖能力。将未镀上铬层部位用清漆封闭，做中性盐雾试验32 小时，未见铬层腐蚀。实施例12电镀液成分
硫酸铁3. 0克/升硫酸钴2. 0克/升硫酸铬钾150克/升草酸钠140克/升硫酸钾250克/升磺基琥珀酸酯2. 5克/升琥珀酸盐3克/升余量为水调节pH 为 3. 0电镀方法取镀镍片(镍层厚度8微米的标准黄铜片100*70毫米)，在的侯氏槽中进行电镀测试，条件为温度45°C、直流电流为3安培、电镀5分钟，阳极使用高纯度石墨(纯度99. 99% )，得到试片A8。电镀效果评价观察试片上的光亮区范围为5X9. 0厘米，可获取镀液工作的电流密度范围，进而评价镀液的覆盖能力。将未镀上铬层部位用清漆封闭，做中性盐雾试验32 小时，未见铬层腐蚀。实施例13电镀液成分硫酸铁0. 7克/升硫酸钴5. 0克/升硫酸铬钾180克/升甲酸甲酯120克/升硫酸铵270克/升十二烷基硫酸5克/升苹果酸盐5克/升
余量为水调节pH 为 2. 8电镀方法取镀镍片(镍层厚度8微米的标准黄铜片100*70毫米)，在的侯氏槽中进行电镀测试，条件为温度38°C、直流电流为17安培、电镀3分钟，阳极使用高纯度石墨(纯度99. 99% )，得到试片A9。电镀效果评价观察试片上的光亮区范围为5X9. 0厘米，可获取镀液工作的电流密度范围，进而评价镀液的覆盖能力。将未镀上铬层部位用清漆封闭，做中性盐雾试验32 小时，未见铬层腐蚀。实施例14电镀液成分
硫酩0. 7克/升硫酩5. 0克/升硫酩〖铬钾120克/升乙二-醇60克/升硫酩钾380克/升戊烷硫酸盐3克/升甘氨酸4克/升余量为水使用氨水及盐酸调节pH为2. 5电镀方法取镀镍片(镍层厚度8微米的标准黄铜片100*70毫米)，在的侯氏槽中进行电镀测试，条件为温度32°C、直流电流为33安培、电镀0. 2分钟，阳极使用高纯度石墨(纯度99. 99% )，得到试片AlO。电镀效果评价观察试片上的光亮区范围为5X9. 0厘米，可获取镀液工作的电流密度范围，进而评价镀液的覆盖能力。将未镀上铬层部位用清漆封闭，做中性盐雾试验32 小时，未见铬层腐蚀。实施例15电镀液成分
说明书
硫酸铁0. 7克/升硫酸钴5. 0克/升硫酸铬钾150克/升甲酸铵90克/升硫酸铵450克/升二十五烷基硫酸盐1. 5克/升
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余量为水使用氨水及盐酸调节pH为3. 0电镀方法取镀镍片(镍层厚度8微米的标准黄铜片100*70毫米)，在的侯氏槽中进行电镀测试，条件为温度35°C、直流电流为25安培、电镀1分钟，阳极使用高纯度石墨(纯度99. 99% )，得到试片All。电镀效果评价观察试片上的光亮区范围为5X9. 0厘米，可获取镀液工作的电流密度范围，进而评价镀液的覆盖能力。将未镀上铬层部位用清漆封闭，做中性盐雾试验32 小时，未见铬层腐蚀。对比例电镀液成分
硫酸铬120克/升
溴化钾15克/升
氯化钾200克/升
硼酸阳克/升
甲酸钠8克/升
铵基乙酸10克/升
磺基丁二酸盐 0. 2克/升甘油三脂肪酸酯0.5克/升余量为水电镀方法取镀镍片(镍层厚度8微米的标准黄铜片100*70毫米)，在的侯氏槽中进行电镀测试，条件为温度35°C、直流电流为8安培、电镀2分钟，阳极使用高纯度石墨(纯度99. 99% )，得到试片Bi。电镀效果评价观察阴极上的光亮区范围为5X8. 0厘米，可获取镀液工作的电流密度范围，进而评价镀液的覆盖能力。将未镀上铬层部位用清漆封闭，做中性盐雾试验M 小时，未见铬层腐蚀。上述得到的试片，将未镀上铬层部位用清漆封闭，做中性盐雾试验，结果如表1。表1电镀效果评价表
权利要求
1.一种环保三价铬电镀液，主要包含开缸剂、稳定剂、湿润剂、络合剂和水，其特征在于还包含有硫酸铁和硫酸钴；所述硫酸铁含量为0. 3-3克/升，所述硫酸钴含量为2-10克/升。
2.根据权利要求1所述的一种环保三价铬电镀液，其特征在于所述硫酸铁的含量优选0. 5-1克/升；所述硫酸钴的含量优选3. 5-7. 5克/升。
3.根据权利要求1所述的一种环保三价铬电镀液，其特征在于所述开缸剂包括水溶性三价铬盐和一种混合物，该混合物选自硼酸、硫酸钾、硫酸铵中的一种或几种；所述开缸剂含量为300-600克/升。
4.根据权利要求3所述的一种环保三价铬电镀液，其特征在于所述水溶性三价铬盐优选硫酸铬钾；含量为100-180克/升。
5.根据权利要求1所述的一种环保三价铬电镀液，其特征在于所述稳定剂选自乙二醇、甲酸甲酯、甲酸铵、草酸钠、溴化钾中的至少一种；所述稳定剂含量为40-140克/升。
6.根据权利要求1所述的一种环保三价铬电镀液，其特征在于所述湿润剂选自戊二酸磺酸盐、磺基琥珀酸酯、碳原子数为5 25的烷基硫酸盐中的至少一种；所述湿润剂含量为0. 5-5克/升。
7.根据权利要求1所述的一种环保三价铬电镀液，其特征在于所述络合剂选自乙二酸盐、琥珀酸盐、苹果酸盐、甘氨酸中的至少一种；所述络合剂含量为1-5克/升。
8.根据权利要求1所述的一种环保三价铬电镀液，其特征在于所述电镀液的PH值为 2. 5-3.0 ；用氨水或盐酸调整。
9.一种环保三价铬电镀方法，其特征在于包括以下步骤(1)将石墨板放入上述一种环保三价铬电镀液中，作为阳极；(2)将工件放入上述一种环保三价铬电镀液中，作为阴极；(3)通入直流电源，阴极电流密度3-33安培/平方分米，电镀液温度^_45°C，电镀时间0. 2-5分钟。
10.根据权利要求9所述的一种环保三价铬电镀方法，其特征在于所述步骤C3)中阴极电流密度优选10-25安培/平方分米；电镀液温度优选32-38°C ；电镀时间优选1_3分钟。
全文摘要
本发明提供一种环保三价铬电镀液及其电镀方法，属于电镀技术领域。针对现有的三价铬电镀工艺，沉积的镀层抗腐蚀能力差，镀液的覆盖能力低的问题，本发明通过在电镀液中加入硫酸铁和硫酸钴，提供一种环保三价铬电镀液，该电镀液具有抗腐蚀能力强，覆盖能力佳等优点。可广泛应用于电镀领域。
文档编号C25D5/00GK102383149SQ20111035260
公开日2012年3月21日 申请日期2011年11月9日 优先权日2011年11月9日
发明者牛艳丽, 蔡志华, 陈蔡喜 申请人:广东达志环保科技股份有限公司