镍磷锰系电镀液及材料表面制备Ni-P-Mn合金镀层的方法
【专利摘要】本发明公开了一种镍磷锰系电镀液，其中NiSO4·6H2O浓度为280-320g/L，氯化镍浓度为40g/L，NaH2PO2·H2O浓度为30-50g/L，硼酸浓度为35-45g/L，氯化锰浓度为5-30g/L，氟化氢铵浓度为15-25g/L，用稀硫酸调节pH为3.0-5.0。本发明还公开了一种材料表面制备Ni-P-Mn合金镀层的方法，通过机械抛光法对工件进行预处理，再进行中性液除油，然后结构电镀和热处理，得到致密的Ni-P-Mn合金镀层。本发明通过向电镀液中加入锰离子，提高镀层致密度和耐蚀性，结合镀后热处理的结晶细化作用，制备高耐蚀和高致密度镀层，操作简单，低能耗，广泛用于电子工业中。
【专利说明】镍磷锰系电镀液及材料表面制备N1-P-Mn合金镀层的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种材料表面防腐工艺，特别是涉及一种电镀液和一种材料表面镀层的制备工艺，应用于材料表面防腐处理【技术领域】。
【背景技术】
[0002]对于电镀镍的最早叙述是在1837年，Bird电解硫酸镍或者氯化镍几个小时，在钼电极上获得了一层金属镍。到了 1840年，第一件工业上的镀镍专利授予了英国的Shore，他确定了硝酸镍电镀溶液。1916年，Watter提出了著名的瓦特型镀镍体系，此后，镍电镀工艺开始进入工业阶段。其后镍电镀领域得到了飞速发展，镍磷合金电镀、镍钴合金电镀等都逐步出现。镍磷合金电镀于1946年由勃伦纳(A.Brenner)发明，至今仍在使用。镍磷合金镀层具有使用寿命长，镀层平滑，光泽性良好，高的硬度、耐磨性、耐蚀性以及优良的催化性能。因此，在众多领域得到了广泛应用。然而，随着科学进步，仅仅只是镍磷电镀已经很难满足很多设备的要求，对于镀层耐腐蚀性要求的提高，致密度的要求，都迫切需求一种更好的镍电镀液。
[0003]镍镀层对铁基体而言，属于阴极镀层，具有较高的孔隙率，所以多采用镀铜层作底层或采用多层镀镍的方法来减少孔隙。减少镀层的孔隙，可以更好地保护基体金属。通过加入一些耐腐蚀性的元素也可以得到结构致密的镍合金镀层。锰是一种过渡金属，呈灰白色，性坚而脆，常用于冶金工业用以制造钢，或者用作为去硫剂和去氧剂。锰在我国储量丰富，具有很好的应用前景。锰元素具有良好的耐蚀性，在镍电镀液中加入锰，所得沉积层的各种性能明显高于纯镍电镀层。在瓦特镀镍基础液中加入锰，有助于获得细致、致密、高耐蚀性的镍锰合金镀层。 AtanassovA等认为，在电镀过程中，锰不是以电化学氧化还原的形式进入镀层，而是以类似复合镀层第二相的形式进入的。那么，镀后通过热处理的形式就可以使镀层的晶粒更为细小，均质细密。到目前为止，有关镍锰合金电沉积的研究主要集中在电沉积工艺，镀层性能、成分等方面，对其镀后热处理关注较小，传统的镍镀层或其他合金镀层的理化性能有待提高，而如何通过选择添加剂来提高镀层耐蚀性和简化后处理工艺也成为亟待解决的技术难题。
【发明内容】
[0004]为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种镍磷锰系电镀液及材料表面制备N1-P-Mn合金镀层的方法，向电镀液中加入锰离子实现对镀层致密度、耐蚀性的提高，结合镀后热处理的结晶细化作用，制备高耐蚀和高致密度的N1-P-Mn合金镀层，镀层整体质量高，电镀操作工艺简单，低能耗，广泛应用于电子工业中。
[0005]为达到上述发明创造目的，本发明采用下述技术方案:
一种镍磷锰系电镀液，其配方如下:
NiSO4.6H20的浓度为280-320 g/L，氯化镍的浓度为40 g/L, NaH2PO2.H2O的浓度为30-50 g/L，硼酸的浓度为35-45g/L，氯化锰的浓度为5_30g/L，氟化氢铵的浓度为15_25g/L，采用稀硫酸调节电镀液pH为3.0-5.0。
[0006]作为本发明优选的技术方案，镍磷锰系电镀液配方如下:
NiSO4.6H20的浓度为295-310 g/L,氯化镍的浓度为40 g/L, NaH2PO2.H2O的浓度为36-45 g/L,硼酸的浓度为35-45g/L，氯化锰的浓度为12_20g/L，氟化氢铵的浓度为15-24g/L，采用稀硫酸调节电镀液pH为4.5-5.0。
[0007]作为本发明进一步优选的技术方案，镍磷锰系电镀液配方如下:
NiSO4.6H20的浓度为295-305 g/L,氯化镍的浓度为40 g/L, NaH2PO2.H2O的浓度为36-42 g/L,硼酸的浓度为35-45g/L，氯化锰的浓度为12_18g/L，氟化氢铵的浓度为21-24g/L，采用稀硫酸调节电镀液pH为4.8-5.0。
[0008]采用本发明镍磷锰系电镀液的材料表面制备N1-P-Mn合金镀层的方法，具有如下步骤:
a.金属工件表面的预处理:采用砂纸对金属工件进行打磨，除去金属工件表面的氧化物膜层，并对金属工件进行机械抛光处理，使金属工件表面具有镜面金属光泽；优选采用砂纸打磨金属工件表面，砂纸型号的打磨顺序依次是:600# — 1000# — 2000#’然后将金属工件在金相试样抛光机上抛光，使金属工件表面具有镜面金属光泽；
b.金属工件表面除油:采用丙酮对经过上述步骤a打磨好的金属工件进行除油；
c.镀层制备:采用镍磷锰系电镀液，用质量浓度为5%-10%的稀硫酸调节镍磷锰系电镀液的PH值至3.0-5.0，然后把镍磷锰系电镀液加热至45-65°C，再将经过上述步骤b处理后的金属工件放入镍磷锰系电镀液中，以金属工件作为阴极，以镍金属作为阴极，控制阴极电流密度为2-3A/dm--，对镍磷锰系电镀液进行电磁搅拌，维持镍磷锰系电镀液温度45-65°C，镍磷锰系电镀液中的主要溶质组分由硫酸镍、氯化镍、次磷酸钠、硼酸、氯化锰和氟化氢铵组成，其中NiSO4.6H20的浓度为280-320 g/L,氯化镍的浓度为40 g/L,NaH2PO2.H2O的浓度为30-50 g/L，硼酸的浓度为35_45g/L，氯化锰的浓度为5_30g/L，氟化氢铵的浓度为15-25g/L ;优选用稀硫酸调节镍磷锰系电镀液的pH值至3.5-5.0 ;优选维持镍磷锰系电镀液温度50-60°C;优选采用镍磷锰系电镀液中的NiSO4.6Η20的浓度为295-310g/L,氯化镍的浓度为40 g/L, NaH2PO2.H2O的浓度为36-45 g/L,硼酸的浓度为35_45g/L，氯化锰的浓度为12-20g/L，氟化氢铵的浓度为15-24g/L，采用稀硫酸调节电镀液pH为
4.5-5.0 ;优选采用镍磷锰系电镀液中的NiSO4.6H20的浓度为295-305 g/L,氯化镍的浓度为40 g/L, NaH2PO2.H2O的浓度为36-42 g/L，硼酸的浓度为35_45g/L，氯化锰的浓度为12-18g/L，氟化氢铵的浓度为21-24g/L，采用稀硫酸调节电镀液pH为4.8-5.0 ；
d.镀层热处理:金属工件经过上述步骤c电镀完成后，在500-700°C进行热处理，最后在金属工件表面得到致密的N1-P-Mn合金镀层。
[0009]本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点:
1.本发明利用锰离子的加入对镀层致密度、耐蚀性的提高，以及镀后热处理的结晶细化作用，提供一种新型的高耐蚀、高致密度、且操作工艺简单的电镀镍锰工艺； 2.本发明得到的镀层耐蚀性增强，致密度增大，硬度明显提高，本发明具有低能耗、高质量、并且简单易操作，性能优良的一系列优点，广泛应用于电子工业中；
3.本发明在电镀镍磷合金液中加入了锰离子和氟化氢铵，并对电镀后的工件有热处理，使电镀层具有孔隙小，致密度高，减少阴极析氢，明显改善电沉积层的耐蚀性，并使镀层力学性能有明显提升。
【具体实施方式】
[0010]本发明的优选实施例详述如下:
实施例一:
在本实施例中，材料表面制备N1-P-Mn合金镀层的方法，具有如下步骤:
a.金属工件表面的预处理:采用砂纸打磨金属工件表面,砂纸型号的打磨顺序依次是:600# — 1000# — 2000#,除去金属工件表面的氧化物膜层，然后将金属工件在金相试样抛光机上抛光，使金属工件表面具有镜面金属光泽；
b.金属工件表面除油:采用丙酮对经过上述步骤a打磨好的金属工件进行除油，除油速度快，除特殊情况，丙酮一般不腐蚀被处理的金属；
c.镀层制备:采用镍磷锰系电镀液，用质量浓度为5%的稀硫酸调节镍磷锰系电镀液的pH值至3.5，然后把镍磷锰系电镀液加热至57 °C，并维持镍磷锰系电镀液温度57°C，再将经过上述步骤b处理后的金属工件放入镍磷锰系电镀液中，以金属工件作为阴极，以镍金属作为阴极，控制阴极电流密度为2A/dm--，对镍磷锰系电镀液进行电磁搅拌，加速传质过程，镍磷锰系电镀液中的主要溶质组分由硫酸镍、氯化镍、次磷酸钠、硼酸、氯化锰和氟化氢铵组成，其中NiSO4.6H20的浓度为280 g/L，氯化镍的浓度为40 g/L, NaH2PO2.H2O的浓度为40 g/L,硼酸的浓度为35/L，氯化锰的浓度为5g/L，氟化氢铵的浓度为15g/L，余量为水，制备镍磷锰系电镀液时，把硫酸镍、氯化镍、硼酸、氯化锰和氟化氢铵加水溶解并混合均匀形成电镀液，把次磷酸钠加水溶解，在搅拌的条件下，将次磷酸钠溶液缓缓倒入的电镀液中，并搅拌均匀，向电镀液加入去离子水至规定体积，继续搅拌均匀，即制备得到电镀液；
d.镀层热处理:金属工件经过上述步骤c电镀完成后，在500°C进行热处理，使N1-P-Mn合金镀层中的晶粒更为细密，最后在金属工件表面得到致密的N1-P-Mn合金镀层。
[0011]将金属工件表面获得的本实施例N1-P-Mn合金镀层进行耐蚀性、耐碱性相关的电化学测试，金属工件表面的N1-P-Mn合金镀层的性能测试结果参见表1。N1-P-Mn合金镀层的粗糙度为0.462 μ m,显微硬度HV为351，腐蚀电流密度为5.614 μ A/cm2,腐蚀电位-0.421V，相比传统的镍镀层，均获得改善。本实施例利用锰离子的加入对镀层致密度、耐蚀性的提高，以及镀后热处理的结晶细化作用，采用高耐蚀、高致密度、且操作工艺简单的电镀镍锰工艺在金属工件表面制备N1-P-Mn合金镀层，得到的镀层耐蚀性强，致密度好，硬度高。本实施例具有低能耗、高质量、并且简单易操作、镀层性能优良的一系列优点，广泛应用于电子工业中。
[0012]实施例二:
本实施例与实施例一基本相同，特别之处在于: 在本实施例中，材料表面制备N1-P-Mn合金镀层的方法，具有如下步骤:
a.金属工件表面的预处理:与实施例一相同；
b.金属工件表面除油:与实施例一相同；
c.镀层制备:采用镍磷锰系电镀液，用质量浓度为10%的稀硫酸调节镍磷锰系电镀液的pH值至3.8，然后把镍磷锰系电镀液加热至55 °C，并维持镍磷锰系电镀液温度55°C，再将经过上述步骤b处理后的金属工件放入镍磷锰系电镀液中，以金属工件作为阴极，以镍金属作为阴极，控制阴极电流密度为3A/dm--，对镍磷锰系电镀液进行电磁搅拌，加速传质过程，镍磷锰系电镀液中的主要溶质组分由硫酸镍、氯化镍、次磷酸钠、硼酸、氯化锰和氟化氢铵组成，其中NiSO4.6H20的浓度为290 g/L，氯化镍的浓度为40 g/L, NaH2PO2.H2O的浓度为30 g/L,硼酸的浓度为40/L，氯化锰的浓度为5g/L，氟化氢铵的浓度为20g/L，余量为水；
d.镀层热处理:金属工件经过上述步骤c电镀完成后，在600°C进行热处理，使N1-P-Mn合金镀层中的晶粒更为细密，最后在金属工件表面得到致密的N1-P-Mn合金镀层。
[0013]将金属工件表面获得的本实施例N1-P-Mn合金镀层进行耐蚀性、耐碱性相关的电化学测试，金属工件表面的N1-P-Mn合金镀层的性能测试结果参见表1。
[0014]实施例三:
本实施例与前述实施例基本相同，特别之处在于:
在本实施例中，材料表面制备N1-P-Mn合金镀层的方法，具有如下步骤:
a.金属工件表面的预处理:与实施例一相同；
b.金属工件表面除油:与实施例一相同； c.镀层制备:采用镍磷锰系电镀液，用质量浓度为8%的稀硫酸调节镍磷锰系电镀液的pH值至4.2，然后把镍 磷锰系电镀液加热至60°C，并维持镍磷锰系电镀液温度60°C，再将经过上述步骤b处理后的金属工件放入镍磷锰系电镀液中，以金属工件作为阴极，以镍金属作为阴极，控制阴极电流密度为2.5A/dm--，对镍磷锰系电镀液进行电磁搅拌，加速传质过程，镍磷锰系电镀液中的主要溶质组分由硫酸镍、氯化镍、次磷酸钠、硼酸、氯化锰和氟化氢铵组成，其中NiSO4.6H20的浓度为300 g/L，氯化镍的浓度为40 g/L, NaH2PO2.H2O的浓度为50 g/L,硼酸的浓度为35/L，氯化锰的浓度为15g/L，氟化氢铵的浓度为20g/L，余量为水；
d.镀层热处理:金属工件经过上述步骤c电镀完成后，在700°C进行热处理，使N1-P-Mn合金镀层中的晶粒更为细密，最后在金属工件表面得到致密的N1-P-Mn合金镀层。
[0015]将金属工件表面获得的本实施例N1-P-Mn合金镀层进行耐蚀性、耐碱性相关的电化学测试，金属工件表面的N1-P-Mn合金镀层的性能测试结果参见表1。
[0016]实施例四:
本实施例与前述实施例基本相同，特别之处在于:
在本实施例中，材料表面制备N1-P-Mn合金镀层的方法，具有如下步骤:
a.金属工件表面的预处理:与实施例一相同；
b.金属工件表面除油:与实施例一相同；
c.镀层制备:采用镍磷锰系电镀液，用质量浓度为5%的稀硫酸调节镍磷锰系电镀液的pH值至4.5，然后把镍磷锰系电镀液加热至55 °C，并维持镍磷锰系电镀液温度55°C，再将经过上述步骤b处理后的金属工件放入镍磷锰系电镀液中，以金属工件作为阴极，以镍金属作为阴极，控制阴极电流密度为2A/dm--，对镍磷锰系电镀液进行电磁搅拌，加速传质过程，镍磷锰系电镀液中的主要溶质组分由硫酸镍、氯化镍、次磷酸钠、硼酸、氯化锰和氟化氢铵组成，其中NiSO4.6H20的浓度为310 g/L，氯化镍的浓度为40 g/L, NaH2PO2.H2O的浓度为45 g/L,硼酸的浓度为35/L，氯化锰的浓度为20g/L，氟化氢铵的浓度为15g/L，余量为水；d.镀层热处理:金属工件经过上述步骤c电镀完成后，在500°C进行热处理，使N1-P-Mn合金镀层中的晶粒更为细密，最后在金属工件表面得到致密的N1-P-Mn合金镀层。
[0017]将金属工件表面获得的本实施例N1-P-Mn合金镀层进行耐蚀性、耐碱性相关的电化学测试，金属工件表面的N1-P-Mn合金镀层的性能测试结果参见表1。
[0018]实施例五:
本实施例与前述实施例基本相同，特别之处在于:
在本实施例中，材料表面制备N1-P-Mn合金镀层的方法，具有如下步骤:
a.金属工件表面的预处理:与实施例一相同；
b.金属工件表面除油:与实施例一相同；
c.镀层制备:采用镍磷锰系电镀液，用质量浓度为5%的稀硫酸调节镍磷锰系电镀液的pH值至4.0，然后把镍磷锰系电镀液加热至63 °C，并维持镍磷锰系电镀液温度63°C，再将经过上述步骤b处理后的金属工件放入镍磷锰系电镀液中，以金属工件作为阴极，以镍金属作为阴极，控制阴极电流密度为3A/dm--，对镍磷锰系电镀液进行电磁搅拌，加速传质过程，镍磷锰系电镀液中的主要溶质组分由硫酸镍、氯化镍、次磷酸钠、硼酸、氯化锰和氟化氢铵组成，其中NiSO4.6H20的浓度为320 g/L，氯化镍的浓度为40 g/L, NaH2PO2.H2O的浓度为35 g/L,硼酸的浓度为40/L，氯化锰的浓度为30g/L，氟化氢铵的浓度为25g/L，余量为水；
d.镀层热处理:金属工件经过上述步骤c电镀完成后，在600°C进行热处理，使N1-P-Mn合金镀层中的晶粒更为细密，最后在金属工件表面得到致密的N1-P-Mn合金镀层。
[0019]将金属工件表面获得的本实施例N1-P-Mn合金镀层进行耐蚀性、耐碱性相关的电化学测试，金属工件表面的N1-P-Mn合金镀层的性能测试结果参见表1。
[0020]实施例六:
本实施例与前述实施例基本相同，特别之处在于:
在本实施例中，材料表面制备N1-P-Mn合金镀层的方法，具有如下步骤:
a.金属工件表面的预处理:与实施例一相同；
b.金属工件表面除油:与实施例一相同；
c.镀层制备:采用镍磷锰系电镀液，用质量浓度为5%的稀硫酸调节镍磷锰系电镀液的pH值至3.8，然后 把镍磷锰系电镀液加热至65 °C，并维持镍磷锰系电镀液温度65 °C，再将经过上述步骤b处理后的金属工件放入镍磷锰系电镀液中，以金属工件作为阴极，以镍金属作为阴极，控制阴极电流密度为2.6A/dm--，对镍磷锰系电镀液进行电磁搅拌，加速传质过程，镍磷锰系电镀液中的主要溶质组分由硫酸镍、氯化镍、次磷酸钠、硼酸、氯化锰和氟化氢铵组成，其中NiSO4.6H20的浓度为300 g/L，氯化镍的浓度为40 g/L, NaH2PO2.H2O的浓度为40 g/L,硼酸的浓度为45/L，氯化锰的浓度为30g/L，氟化氢铵的浓度为15g/L，余量为水；
d.镀层热处理:金属工件经过上述步骤c电镀完成后，在700°C进行热处理，使N1-P-Mn合金镀层中的晶粒更为细密，最后在金属工件表面得到致密的N1-P-Mn合金镀层。
[0021]将金属工件表面获得的本实施例N1-P-Mn合金镀层进行耐蚀性、耐碱性相关的电化学测试，金属工件表面的N1-P-Mn合金镀层的性能测试结果参见表1。
[0022]实施例七:本实施例与前述实施例基本相同，特别之处在于:
在本实施例中，材料表面制备N1-P-Mn合金镀层的方法，具有如下步骤:
a.金属工件表面的预处理:与实施例一相同；
b.金属工件表面除油:与实施例一相同；
c.镀层制备:采用镍磷锰系电镀液，用质量浓度为6%的稀硫酸调节镍磷锰系电镀液的pH值至3.0，然后把镍磷锰系电镀液加热至70°C，并维持镍磷锰系电镀液温度70°C，再将经过上述步骤b处理后的金属工件放入镍磷锰系电镀液中，以金属工件作为阴极，以镍金属作为阴极，控制阴极电流密度为2.5A/dm--，对镍磷锰系电镀液进行电磁搅拌，加速传质过程，镍磷锰系电镀液中的主要溶质组分由硫酸镍、氯化镍、次磷酸钠、硼酸、氯化锰和氟化氢铵组成，其中NiSO4.6H20的浓度为285 g/L，氯化镍的浓度为40 g/L, NaH2PO2.H2O的浓度为32 g/L,硼酸的浓度为35/L，氯化锰的浓度为20g/L，氟化氢铵的浓度为18g/L，余量为水；
d.镀层热处理:金属工件经过上述步骤c电镀完成后，在500°C进行热处理，使N1-P-Mn合金镀层中的晶粒更为细密，最后在金属工件表面得到致密的N1-P-Mn合金镀层。
[0023]将金属工件表面获得的本实施例N1-P-Mn合金镀层进行耐蚀性、耐碱性相关的电化学测试，金属工件表面的N1-P-Mn合金镀层的性能测试结果参见表1。
[0024]实施例八:
本实施例与前述实施例基本相同，特别之处在于:
在本实施例中，材料表面制备N1-P-Mn合金镀层的方法，具有如下步骤:
a.金属工件表面的预处理:与实施例一相同；
b.金属工件表面除油:与实施例一相同；
c.镀层制备:采用镍磷锰系电镀液，用质量浓度为5%的稀硫酸调节镍磷锰系电镀液的pH值至5.0，然后把镍磷锰系电镀液加热至45 °C，并维持镍磷锰系电镀液温度45°C，再将经过上述步骤b处理后的金属工件放入镍磷锰系电镀液中，以金属工件作为阴极，以镍金属作为阴极，控制阴极电流密度为2A/dm--，对镍磷锰系电镀液进行电磁搅拌，加速传质过程，镍磷锰系电镀液中的主要溶质组分由硫酸镍、氯化镍、次磷酸钠、硼酸、氯化锰和氟化氢铵组成，其中NiSO4.6H20的浓度为295 g/L，氯化镍的浓度为40 g/L, NaH2PO2.H2O的浓度为36 g/L,硼酸的浓度为35/L，氯化锰的浓度为12g/L，氟化氢铵的浓度为24g/L，余量为水；
d.镀层热处理:金属工件经过上述步骤c电镀完成后，在600°C进行热处理，使N1-P-Mn合金镀层中的晶粒更为细密，最后在金属工件表面得到致密的N1-P-Mn合金镀层。
[0025]将金属工件表面获得的本实施例N1-P-Mn合金镀层进行耐蚀性、耐碱性相关的电化学测试，金属工件表面的N1-P-Mn合金镀层的性能测试结果参见表1。
[0026]实施例九:
本实施例与前述实施例基本相同，特别之处在于:
在本实施例中，材料表面制备N1-P-Mn合金镀层的方法，具有如下步骤:
a.金属工件表面的预处理:与实施例一相同；
b.金属工件表面除油:与实施例一相同； c.镀层制备:采用镍磷锰系电镀液，用质量浓度为5%的稀硫酸调节镍磷锰系电镀液的pH值至4.8，然后把镍磷锰系电镀液加热至50°C，并维持镍磷锰系电镀液温度50°C，再将经过上述步骤b处理后的金属工件放入镍磷锰系电镀液中，以金属工件作为阴极，以镍金属作为阴极，控制阴极电流密度为2A/dm--，对镍磷锰系电镀液进行电磁搅拌，加速传质过程，镍磷锰系电镀液中的主要溶质组分由硫酸镍、氯化镍、次磷酸钠、硼酸、氯化锰和氟化氢铵组成，其中NiSO4.6Η20的浓度为305g/L，氯化镍的浓度为40 g/L, NaH2PO2 -H2O的浓度为42g/L，硼酸的浓度为35/L，氯化锰的浓度为18g/L，氟化氢铵的浓度为21g/L，余量为水；
d.镀层热处理:金属工件经过上述步骤c电镀完成后，在700°C进行热处理，使N1-P-Mn合金镀层中的晶粒更为细密，最后在金属工件表面得到致密的N1-P-Mn合金镀层。
[0027]将金属工件表面获得的本实施例N1-P-Mn合金镀层进行耐蚀性、耐碱性相关的电化学测试，金属工件表面的N1-P-Mn合金镀层的性能测试结果参见表1。
[0028]实施例十:
本实施例与前述实施例基本相同，特别之处在于:
在本实施例中，材料表面制备N1-P-Mn合金镀层的方法，具有如下步骤:
a.金属工件表面的预处理:与实施例一相同；
b.金属工件表面除油:与实施例一相同；
c.镀层制备:采用镍磷锰系电镀液，用质量浓度为10%的稀硫酸调节镍磷锰系电镀液的pH值至3.4，然后把镍磷锰系电镀液加热至67V，并维持镍磷锰系电镀液温度67V，再将经过上述步骤b处理后的金属工件放入镍磷锰系电镀液中，以金属工件作为阴极，以镍金属作为阴极，控制阴极电流密度为3A/dm--，对镍磷锰系电镀液进行电磁搅拌，加速传质过程，镍磷锰系电镀液中的主要溶质组分由硫酸镍、氯化镍、次磷酸钠、硼酸、氯化锰和氟化氢铵组成，其中NiSO4.6Η20的浓度为315g/L，氯化镍的浓度为40 g/L, NaH2PO2 -H2O的浓度为46g/L，硼酸的浓度为35/L，氯化锰的浓度为18g/L，氟化氢铵的浓度为16g/L，余量为水；
d.镀层热处理:金属工件经过上述步骤c电镀完成后，在500°C进行热处理，使N1-P-Mn合金镀层中的晶粒更为细密，最后在金属工件表面得到致密的N1-P-Mn合金镀层。
[0029]将金属工件表面获得的本实施例N1-P-Mn合金镀层进行耐蚀性、耐碱性相关的电化学测试，金属工件表面的N1-P-Mn合金镀层的性能测试结果参见表1。
[0030]实施例^^一:
本实施例与前述实施例基本相同，特别之处在于:
在本实施例中，材料表面制备N1-P-Mn合金镀层的方法，具有如下步骤:
a.金属工件表面的预处理:与实施例一相同；
b.金属工件表面除油:与实施例一相同；
c.镀层制备:采用镍磷锰系电镀液，用质量浓度为5%的稀硫酸调节镍磷锰系电镀液的pH值至4.6，然后把镍磷锰系电镀液加热至61 °C，并维持镍磷锰系电镀液温度61 °C，再将经过上述步骤b处理后的金属工件放入镍磷锰系电镀液中，以金属工件作为阴极，以镍金属作为阴极，控制阴极电流密度为3A/dm--，对镍磷锰系电镀液进行电磁搅拌，加速传质过程，镍磷锰系电镀液中的主要溶质组分由硫酸镍、氯化镍、次磷酸钠、硼酸、氯化锰和氟化氢铵组成，其中NiSO4.6 Η20的浓度为300g/L，氯化镍的浓度为40 g/L, NaH2PO2 -H2O的浓度为36g/L，硼酸的浓度为41/L，氯化锰的浓度为10g/L，氟化氢铵的浓度为18g/L，余量为水；
d.镀层热处理:金属工件经过上述步骤c电镀完成后，在600°C进行热处理，使N1-P-Mn合金镀层中的晶粒更为细密，最后在金属工件表面得到致密的N1-P-Mn合金镀层。
[0031]将金属工件表面获得的本实施例N1-P-Mn合金镀层进行耐蚀性、耐碱性相关的电化学测试，金属工件表面的N1-P-Mn合金镀层的性能测试结果参见表1。
【权利要求】
1.一种镍磷锰系电镀液，其特征在于，电镀液配方如下: NiSO4.6H20的浓度为280-320 g/L，氯化镍的浓度为40 g/L，NaH2PO2.H2O的浓度为30-50 g/L，硼酸的浓度为35-45g/L，氯化锰的浓度为5_30g/L，氟化氢铵的浓度为15_25g/L，采用稀硫酸调节电镀液pH为3.0-5.0。
2.根据权利要求1所述镍磷锰系电镀液，其特征在于: NiSO4.6H20的浓度为295-310 g/L,氯化镍的浓度为40 g/L, NaH2PO2.H2O的浓度为36-45 g/L,硼酸的浓度为35-45g/L，氯化锰的浓度为12_20g/L，氟化氢铵的浓度为15-24g/L，采用稀硫酸调节电镀液pH为4.5-5.0。
3.根据权利要求2所述镍磷锰系电镀液，其特征在于: NiSO4.6H20的浓度为295-305 g/L,氯化镍的浓度为40 g/L, NaH2PO2.H2O的浓度为36-42 g/L,硼酸的浓度为35-45g/L，氯化锰的浓度为12_18g/L，氟化氢铵的浓度为21-24g/L，采用稀硫酸调节电镀液pH为4.8-5.0。
4.一种采用权利要求1所述镍磷锰系电镀液的材料表面制备N1-P-Mn合金镀层的方法，其特征在于，具有如下步骤: a.金属工件表面 的预处理:采用砂纸对金属工件进行打磨，除去金属工件表面的氧化物膜层，并对金属工件进行机械抛光处理，使金属工件表面具有镜面金属光泽； b.金属工件表面除油:采用丙酮对经过上述步骤a打磨好的金属工件进行除油； c.镀层制备:采用镍磷锰系电镀液，用质量浓度为5%-10%的稀硫酸调节镍磷锰系电镀液的PH值至3.0-5.0，然后把镍磷锰系电镀液加热至45-65 °C，并维持镍磷锰系电镀液温度45-65°C，再将经过上述步骤b处理后的金属工件放入镍磷锰系电镀液中，以金属工件作为阴极，以镍金属作为阴极，控制阴极电流密度为2-3A/dm--，对镍磷锰系电镀液进行电磁搅拌，镍磷锰系电镀液中的主要溶质组分由硫酸镍、氯化镍、次磷酸钠、硼酸、氯化锰和氟化氢铵组成，其中NiSO4.6H20的浓度为280-320 g/L，氯化镍的浓度为40 g/L, NaH2PO2.H2O的浓度为30-50 g/L,硼酸的浓度为35-45g/L，氯化锰的浓度为5_30g/L，氟化氢铵的浓度为15-25g/L ； d.镀层热处理:金属工件经过上述步骤c电镀完成后，在500-700°C进行热处理，最后在金属工件表面得到致密的N1-P-Mn合金镀层。
5.根据权利要求4所述材料表面制备N1-P-Mn合金镀层的方法，其特征在于:在上述步骤c中，用稀硫酸调节镍磷锰系电镀液的pH值至3.5-5.0。
6.根据权利要求4或5所述材料表面制备N1-P-Mn合金镀层的方法,其特征在于:在上述步骤c中，维持镍磷锰系电镀液温度50-60°C。
7.根据权利要求4或5所述材料表面制备N1-P-Mn合金镀层的方法，其特征在于，在上述步骤a中，采用砂纸打磨金属工件表面，砂纸型号的打磨顺序依次是:600# — 1000# — 2000#,然后将金属工件在金相试样抛光机上抛光，使金属工件表面具有镜面金属光泽。
8.根据权利要求4或5所述材料表面制备N1-P-Mn合金镀层的方法，其特征在于:镍磷锰系电镀液中的NiSO4.6H20的浓度为295-310 g/L,氯化镍的浓度为40 g/L, NaH2PO2.H2O的浓度为36-45 g/L，硼酸的浓度为35-45g/L，氯化锰的浓度为12_20g/L，氟化氢铵的浓度为15-24g/L，采用稀硫酸调节电镀液pH为4.5-5.0。
9.根据权利要求8所述材料表面制备N1-P-Mn合金镀层的方法，其特征在于:镍磷锰系电镀液中的NiSO4.6Η20的浓度为295-305 g/L，氯化镍的浓度为40 g/L, NaH2PO2 -H2O的浓度为36-42 g/L，硼酸的浓度为35-45g/L，氯化锰的浓度为12_18g/L，氟化氢铵的浓度为21-24g/L，采用稀硫酸 调节电镀液pH为4.8-5.0。
【文档编号】C25D3/56GK103966636SQ201410130679
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年4月2日 优先权日:2014年4月2日
【发明者】钟庆东, 黄哲瑞 申请人:上海大学