本发明属于一种铁锡合金电镀工艺方法，具体涉及一种从氯化物体系中电镀高铁-低锡合金(含铁75-85wt％)的电镀液组成和工艺，属于材料表面电镀领域。
背景技术：
表面装饰性电镀层绝大多数采用铜、镍、铬、锌等金属以及它们的合金镀层或复合镀层，此类镀层由于防护装饰性能佳而得到广泛的应用。但铜、镍、铬等大多数金属元素对人体有害或有毒，由此类元素组成的镀层在人们生活器件上的使用将越来越受到限制。铁、锡元素对人体友好无毒，且为银白色金属，具有银白色光泽装饰性，但铁表面易氧化生锈，防护性能差。锡表面虽能生产致密的氧化膜具有很好的防护性能，但硬度小，耐磨性差。为此，本发明综合铁与其它金属形成合金后具有很好的硬度，锡合金表面易钝化具有很好防护性的特性，通过电镀方法，获取了高铁低锡合金(含铁75-85wt％)的表面装饰性镀层，以满足生活器械表面装饰性镀层无害化的要求。
技术实现要素：
本发明旨在提供一种对人体无毒，对环境友好的高铁-低锡合金的电镀工艺。本发明电镀所制得的高铁-低锡合金镀层含铁75-85wt％，表面光滑平整，银白色光泽，具有较好的表面结合力，耐蚀性、硬度和耐磨性。
本发明解决技术问题采用如下方案：
1、本发明电镀高铁-低锡合金的电镀液组成和工艺参数见表1：
表1高铁-低锡合金(含铁75-85wt％)的电镀液组成和工艺参数
2、本发明电镀高铁-低锡合金的工艺流程为：镀件→镀前处理→自来水清洗→蒸馏水或去离子水清洗→电镀→镀后处理。各单元(工艺)处理过程按以下步骤操作：
(1)镀前处理
对材质为铜或黄铜的镀件，通过打磨抛光后，置于有机溶剂如丙酮液去除油污，用自来水清洗，再放入温度30-40℃，浓度为4-6g·l-1的盐酸溶液中浸泡10-20min以除去表面氧化物。对材质为铁及其合金等非铜的镀件，其表面采用传统方法进行光亮镀铜。
(2)电镀
按表1配制电镀液，按工艺参数进行电镀。
(3)镀后处理
将已完成电镀的镀件放入5-10wt％的naoh溶液中浸泡20-30min，用自来水和蒸馏水或去离子水洗净，吹风机吹干。
(4)工艺流程中的“自来水清洗”和“蒸馏水或去离子水清洗”，是为了去除前一处理过程中残留的溶液。
本发明与已有技术相比，创新性和新颖性体现在：
与目前表面装饰性电镀方法相比，含铁75-85wt％的高铁-低锡合金的电镀方法未见报道。本发明的镀层对人体无毒且友好，具有银白色光泽。镀层表面光滑平整，具有较好的表面结合力，耐蚀性、硬度和耐磨性。
具体实施方法
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1：
1)镀前处理
将镀件铜片进行打磨抛光后，置于丙酮中超声洗涤10min，再放入温度30℃，浓度为4g·l-1的盐酸溶液中浸泡10min。
2)镀液组成和电镀
镀液组成：fecl2·4h2o60g·l-1，sncl2·2h2o0.8g·l-1，nacl3.2g·l-1，h3bo32.8g·l-1，mncl22.8g·l-1，抗坏血酸0.8g·l-1，还原铁粉0.2g·l-1，十二烷基硫酸钠0.2g·l-1，酒石酸0.7g·l-1，用稀hcl调节ph值为1.8。
电镀：将经过镀前处理好的铜片连接直流电源负极(阴极)，置于上述电镀液中，阳极(连接电源正极)为铁片，在温度50℃，电流密度2a·dm-2，电镀时间为10min，获得的镀层为银白色光亮镀层。
3)镀后处理
将电镀后的铜片放入5wt％的naoh溶液中，浸泡20min，用蒸馏水洗净，吹风机吹干。
本实施例所获得的高铁-低锡合金镀层含铁78％，硬度hv225，表面平整光亮，结合力经1mm方格划痕实验无脱落。
实施例2：
1)镀前处理
将镀件铜片进行打磨抛光后，置于丙酮中超声洗涤10min，再放入温度35℃，浓度为5g·l-1的盐酸溶液中浸泡15min。
2)镀液组成和电镀
镀液组成：fecl2·4h2o65g·l-1，sncl2·2h2o0.9g·l-1，nacl4.1g·l-1，h3bo33.4g·l-1，mncl23.9g·l-1，抗坏血酸1.4g·l-1，还原铁粉0.4g·l-1，十二烷基硫酸钠0.6g·l-1，酒石酸0.8g·l-1，混合至体积为250ml，用稀hcl调节ph值为2。
电镀：将经过镀前处理好的铜片连接直流电源负极(阴极)，置于上述电镀液中，阳极(连接电源正极)为铁片，在温度55℃，电流密度2.5a·dm-2，电镀时间为10min，获得的镀层为银白色光亮镀层。
4)镀后处理
将电镀后的铜片放入8％的naoh溶液中，浸泡25min，用蒸馏水洗净，吹风机吹干。
本实施例所获得的高铁-低锡合金镀层含铁81％，硬度hv343，表面平整光亮，结合力经1mm方格划痕实验无脱落。
实施例3：
1)镀前处理
将镀件铜片进行打磨抛光后，置于丙酮中超声洗涤10min，再放入温度40℃，浓度为6g·l-1的盐酸溶液中浸泡20min。
2)镀液组成和电镀
镀液组成：fecl2·4h2o70g·l-1，sncl2·2h2o1g·l-1，nacl5g·l-1，h3bo34g·l-1，mncl25g·l-1，抗坏血酸2g·l-1，还原铁粉0.5g·l-1，十二烷基硫酸钠1.0g·l-1，酒石酸0.9g·l-1，混合至体积为250ml，用稀hcl调节ph值为2.2。
电镀：将经过镀前处理好的铜片连接直流电源负极(阴极)，置于上述电镀液中，阳极(连接电源正极)为铁片，在温度60℃，电流密度3a·dm-2，电镀时间为10min，获得的镀层为银白色光亮镀层。
4)镀后处理
将电镀后的铜片放入10wt％的naoh溶液中；浸泡30min，用蒸馏水洗净，吹风机吹干。
本实施例所获得的高铁-低锡合金镀层含铁85％，hv硬度330，表面平整光亮，结合力经1mm方格划痕实验无脱落。