一种铁件表面哑黑电镀结构及其电镀方法与流程

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1.本发明公开了一种铁件表面哑黑电镀结构及其电镀方法，属于电镀技术领域。


背景技术：

2.镍是银白色金属，具有磁性和良好的可塑性、耐腐蚀性，镍近似银白色、硬而有延展性并具有铁磁性的金属元素，它能够高度磨光和抗腐蚀，是电镀行业中常用的一种元素。电镀是用电化学方法在固体表面上沉积一薄层金属或合金的过程。对这个过程的形象说法，就是给金属或非金属穿上一件金属“外衣”，这层金属“外衣”称为电镀层。镍的密度为8.907g/cm3，熔点1450℃，镍的强度高、塑性好、硬度高、耐磨性好、可锻性强，易于加工，耐蚀性好，尤其是抗碱蚀性好，耐高温，接触电阻小，在电镀工业生产中，镀镍层的生产量仅次于镀锌层而位于第二。
3.镀哑镍——哑镍即半光亮镍，若在电镀普通镍所用的镀液中加入适当的不含硫的光亮剂，就成为电镀半光亮镍的镀液。半光亮镍的外观装饰性不强，一般仅装饰为主的产品，通常不需要电镀半光亮镍。只有既考虑外观，又考虑高耐蚀性的产品，才采用半光亮镍。即利用半光亮镍的耐蚀性，通过进行镀双层镍或三层镍，达到防腐蚀的目的。因而一般的半光亮镍多采用不含硫的次级光亮剂，以便与含硫的亮镍或高硫镍镀层形成电势差，产生电化学保护作用。
4.镀黑镍——用途上，黑镍镀层具有良好的消光性，大多用在照相器材、光学仪器、摄影设备、太阳能设备等零件的表面镀层。首先具有防腐蚀作用，其次这是仪器本身的需要。有些仿古镀层也用黑镍镀工艺。黑镍直接镀在钢铁件，其结合力不牢。而且黑镍镀层的防腐性能也不佳。一般要在钢铁件上先镀有足够厚度的铜层，然后再施镀黑镍层或者先镀锌层，在锌层上镀黑镍效果更佳。黑镍镀层实质上是多元合金镀层，主要成分有：镍40％～60％、锌20％～30％、硫10％～15％，有机物1％左右。为了提高黑镍的防腐性能和光泽，镀后一般要进行喷漆处理。在成分上，黑镍主要由镍盐、发黑剂、缓冲剂等成分组成，镀液呈酸性。由于使用的主盐不同，可分为硫酸盐型和氯化物两种镀液。
5.基于镍本身的一些特点，电镀企业产品质量控制水平千差万别，但是大多镀镍工艺中还存在以下问题：
6.1.首先是光亮度达不到期望要求，不是太暗就是太亮。同样颜色方面不是偏白就是全黑很难做到哑黑的效果。
7.2.电镀后产品表面有发雾不良
8.3.孔隙率高，盐雾试验不达标
9.上述问题导致铁件镀哑黑修改不好，不良品居多。表面颜色及亮度均一性和稳定性差，镀层耐腐蚀性差。


技术实现要素：

10.针对现有技术中存在的问题，本发明的目的旨在提供一种铁件表面哑黑电镀结构
及其电镀方法。通过优化前处理工艺，除去铁件表面的油脂，铁锈和氧化膜等，为后续镀层提供良好的沉积的平面，紧接着通过盐酸除去铁件表面的氧化膜提高镀层与基体的结合力。电镀过程中先通过两次打底，即镀哑镍、镀铜，提高镀层与基体的结合力有利于进一步的电镀，同时，铜层的整平性能优异，能大大提高镍层的光亮效果。后续电镀过程中，经镀哑镍，镀光镍和镀黑镍获得理想的哑黑效果。通过导入完善的清洗和钝化处理，形成一种比较完整的铁件表面哑黑电镀结构及方法，极大提高了镀层的耐腐蚀能力。
11.为实现上述目的，本发明一种铁件表面哑黑电镀结构，在铁件表面依次设有第一镀哑镍层、镀铜层、第二镀哑镍层、镀光镍层、镀黑镍层，所述第一镀哑镍层的厚度为3μm-5μm，镀铜层的厚度为2μm-5μm，第二镀哑镍层的厚度为3μm-5μm，镀光镍层的厚度为3μm-5μm，镀黑镍层的厚度为2μm-7μm；
12.所述的第一镀哑镍层通过哑镍电镀液在温度45-60℃，ph值3.5-4.2，电流密度60-80a/dm2，采用17-25的比重，电镀480-900s的工艺条件形成，哑镍电镀液包括有：氯化镍、硼酸、硫酸镍；
13.所述的镀铜层通过铜离子溶液在温度22-25℃，电流密度80-100a/dm2的条件下，采用17-25的比重，电镀600-1000s的工艺条件形成，铜离子溶液包括有：硫酸铜、硫酸；
14.所述的第二镀哑镍层通过哑镍电镀液在温度50-55℃，ph值3.5-4.2，电流密度80-100a/dm2，采用17-25的比重，电镀480-9000s的工艺条件形成，哑镍电镀液包括有：氯化镍、硼酸、硫酸镍；
15.所述的镀光镍层通过光镍溶液在温度45-60℃，ph值3.5-4.2，电流密度60-80a/dm2，采用17-25的比重，电镀720-1200s的工艺条件形成，哑镍电镀液包括有：氯化镍、硼酸、硫酸镍；
16.所述的镀黑镍层通过黑镍溶液在温度30-38℃，ph值8.2-9.0，电流密度60-70a/dm2，采用17-25的比重，电镀500-600s的工艺条件形成，黑镍溶液包括有：焦钾、氯化镍、焦磷亚锡、导电盐、添加剂。
17.2、一种铁件表面哑黑电镀方法，包括以下步骤：
18.步骤一，铁件电镀前除油：在含有碱性除油粉的溶液中，控制温度在40-60℃，处理1200-1800s，进行化学脱脂处理；
19.步骤二，三格逆流水洗：在3-5s内浸入水中，铁件没过水面以下为标准，进行浸洗处理；
20.步骤三，电解除油：在常温条件下，电流密度60-70a/dm2条件下处理15-30s，进行电镀脱脂处理；
21.步骤四，三格逆流水洗：清水清洗；
22.步骤五，除氧化膜：室温下用4-10比重的盐酸溶液处理5-15s除去铁件表面氧化膜；
23.步骤六，三格逆流水洗：清水清洗；
24.步骤七，活化：室温下用ar硫酸溶液处理5-10秒对铁件进行电镀活化，硫酸溶液含有：氯化镍、硼酸、硫酸镍；
25.步骤八，镀哑镍层：通过哑镍电镀液在温度45-60℃，ph值3.5-4.2，电流密度60-80a/dm2，采用17-25的比重，电镀480-900s的工艺条件形成第一镀哑镍层，哑镍电镀液包括
有：氯化镍、硼酸、硫酸镍；
26.步骤九，三格逆流水洗：清水清洗；
27.步骤十，镀铜层：通过铜离子溶液在温度22-25℃，电流密度80-100a/dm2的条件下，采用17-25的比重，电镀600-1000s的工艺条件形成镀铜层，铜离子溶液包括有：硫酸铜、硫酸；
28.步骤十一，三格逆流水洗：清水清洗；
29.步骤十二，镀哑镍层：通过哑镍电镀液在温度50-55℃，ph值3.5-4.2，电流密度80-100a/dm2，采用17-25的比重，电镀480-9000s的工艺条件形成第二镀哑镍层，哑镍电镀液包括有：氯化镍、硼酸、硫酸镍；
30.步骤十三，三格逆流水洗：清水清洗；
31.步骤十四，活化：室温下用ar硫酸溶液处理5-10秒对铁件进行电镀活化，硫酸溶液含有：氯化镍、硼酸、硫酸镍；
32.步骤十五，镀光镍层：通过光镍溶液在温度45-60℃，ph值3.5-4.2，电流密度60-80a/dm2，采用17-25的比重，电镀720-1200s的工艺条件形成镀光镍层，哑镍电镀液包括有：氯化镍、硼酸、硫酸镍；
33.步骤十六，三格逆流水洗：清水清洗；
34.步骤十七，活化：室温下用ar硫酸溶液处理5-10秒对产品进行电镀活化，硫酸溶液含有：氯化镍、硼酸、硫酸镍；
35.步骤十八，镀黑镍层：通过黑镍溶液在温度30-38℃，ph值8.2-9.0，电流密度60-70a/dm2，采用17-25的比重，电镀110-130s的工艺条件形成镀黑镍层，黑镍溶液包括有：焦钾、氯化镍、焦磷亚锡、导电盐、添加剂；
36.步骤十九，二格逆流水洗：清水清洗；
37.步骤二十，中和溶液：将铁件浸入浓度3％-5％磷酸三钠溶液，时间30-50秒，进行中和酸性；
38.步骤二十一，三格逆流水洗：清水清洗；
39.步骤二十二，钝化：将铁件浸入重铬酸钾溶液，常温25度，目的是防止变色；
40.步骤二十三，二格逆流水洗：清水清洗；
41.步骤二十四，脱水：将铁件在40-60℃温度空间停留时间10-30s进行脱水处理；
42.步骤二十五，纯水洗：纯水清洗；
43.步骤二十六，烘干：在90-110℃条件下烘干处理600-900s得到表面哑黑电镀的铁件。
44.本发明有益效果为：一种铁件表面哑黑电镀结构及其电镀方法，通过优化前处理工艺，除去铁件表面的油脂，铁锈和氧化膜等，为后续镀层提供良好的沉积的平面，紧接着通过盐酸除去铁件表面的氧化膜提高镀层与基体的结合力。电镀过程中先通过两次打底，即镀哑镍、镀铜，提高镀层与基体的结合力有利于进一步的电镀，同时，铜层的整平性能优异，能大大提高镍层的光亮效果。后续电镀过程中，经镀哑镍，镀光镍和镀黑镍获得理想的哑黑效果。通过导入完善的清洗和钝化处理，形成一种比较完整的铁件表面哑黑电镀结构及方法，极大提高了镀层的耐腐蚀能力。
附图说明：
45.图1是本发明电镀结构示意图；
46.图2是本发明电镀流程示意图；
47.图3是本发明黑镍溶液成分表。
具体实施方式：
48.如图1至图3所示：本发明一种铁件表面哑黑电镀结构，在铁件表面依次设有第一镀哑镍层1、镀铜层2、第二镀哑镍层3、镀光镍层4、镀黑镍层5，所述第一镀哑镍层1的厚度为3μm-5μm，镀铜层2的厚度为2μm-5μm，第二镀哑镍层3的厚度为3μm-5μm，镀光镍层4的厚度为3μm-5μm，镀黑镍层5的厚度为2μm-7μm；
49.所述的第一镀哑镍层1通过哑镍电镀液在温度45-60℃，ph值3.5-4.2，电流密度60-80a/dm2，采用17-25的比重，电镀480-900s的工艺条件形成，哑镍电镀液包括有：氯化镍、硼酸、硫酸镍；
50.所述的镀铜层2通过铜离子溶液在温度22-25℃，电流密度80-100a/dm2的条件下，采用17-25的比重，电镀600-1000s的工艺条件形成，铜离子溶液包括有：硫酸铜、硫酸；
51.所述的第二镀哑镍层3通过哑镍电镀液在温度50-55℃，ph值3.5-4.2，电流密度80-100a/dm2，采用17-25的比重，电镀480-9000s的工艺条件形成，哑镍电镀液包括有：氯化镍、硼酸、硫酸镍；
52.所述的镀光镍层4通过光镍溶液在温度45-60℃，ph值3.5-4.2，电流密度60-80a/dm2，采用17-25的比重，电镀720-1200s的工艺条件形成，哑镍电镀液包括有：氯化镍、硼酸、硫酸镍；
53.所述的镀黑镍层5通过黑镍溶液在温度30-38℃，ph值8.2-9.0，电流密度60-70a/dm2，采用17-25的比重，电镀500-600s的工艺条件形成，黑镍溶液包括有：焦钾、氯化镍、焦磷亚锡、导电盐、添加剂。
54.2、一种铁件表面哑黑电镀方法，包括以下步骤：
55.步骤一，铁件电镀前除油：在含有碱性除油粉的溶液中，控制温度在40-60℃，处理1200-1800s，进行化学脱脂处理；
56.步骤二，三格逆流水洗：在3-5s内浸入水中，铁件没过水面以下为标准，进行浸洗处理；
57.步骤三，电解除油：在常温条件下，电流密度60-70a/dm2条件下处理15-30s，进行电镀脱脂处理；
58.步骤四，三格逆流水洗：清水清洗；
59.步骤五，除氧化膜：室温下用4-10比重的盐酸溶液处理5-15s除去铁件表面氧化膜；
60.步骤六，三格逆流水洗：清水清洗；
61.步骤七，活化：室温下用ar硫酸溶液处理5-10秒对铁件进行电镀活化，硫酸溶液含有：氯化镍、硼酸、硫酸镍；
62.步骤八，镀哑镍层：通过哑镍电镀液在温度45-60℃，ph值3.5-4.2，电流密度60-80a/dm2，采用17-25的比重，电镀480-900s的工艺条件形成第一镀哑镍层1，哑镍电镀液包
括有：氯化镍、硼酸、硫酸镍；
63.步骤九，三格逆流水洗：清水清洗；
64.步骤十，镀铜层：通过铜离子溶液在温度22-25℃，电流密度80-100a/dm2的条件下，采用17-25的比重，电镀600-1000s的工艺条件形成镀铜层2，铜离子溶液包括有：硫酸铜、硫酸；
65.步骤十一，三格逆流水洗：清水清洗；
66.步骤十二，镀哑镍层：通过哑镍电镀液在温度50-55℃，ph值3.5-4.2，电流密度80-100a/dm2，采用17-25的比重，电镀480-9000s的工艺条件形成第二镀哑镍层3，哑镍电镀液包括有：氯化镍、硼酸、硫酸镍；
67.步骤十三，三格逆流水洗：清水清洗；
68.步骤十四，活化：室温下用ar硫酸溶液处理5-10秒对铁件进行电镀活化，硫酸溶液含有：氯化镍、硼酸、硫酸镍；
69.步骤十五，镀光镍层：通过光镍溶液在温度45-60℃，ph值3.5-4.2，电流密度60-80a/dm2，采用17-25的比重，电镀720-1200s的工艺条件形成镀光镍层4，哑镍电镀液包括有：氯化镍、硼酸、硫酸镍；
70.步骤十六，三格逆流水洗：清水清洗；
71.步骤十七，活化：室温下用ar硫酸溶液处理5-10秒对产品进行电镀活化，硫酸溶液含有：氯化镍、硼酸、硫酸镍；
72.步骤十八，镀黑镍层：通过黑镍溶液在温度30-38℃，ph值8.2-9.0，电流密度60-70a/dm2，采用17-25的比重，电镀110-130s的工艺条件形成镀黑镍层5，黑镍溶液包括有：焦钾、氯化镍、焦磷亚锡、导电盐、添加剂；
73.步骤十九，二格逆流水洗：清水清洗；
74.步骤二十，中和溶液：将铁件浸入浓度3％-5％磷酸三钠溶液，时间30-50秒，进行中和酸性；
75.步骤二十一，三格逆流水洗：清水清洗；
76.步骤二十二，钝化：将铁件浸入重铬酸钾溶液，常温25度，目的是防止变色；
77.步骤二十三，二格逆流水洗：清水清洗；
78.步骤二十四，脱水：将铁件在40-60℃温度空间停留时间10-30s进行脱水处理；
79.步骤二十五，纯水洗：纯水清洗；
80.步骤二十六，烘干：在90-110℃条件下烘干处理600-900s得到表面哑黑电镀的铁件。
81.进一步的，所述步骤一至四，先后分别将铁件进行化学除油和电解除油，化学除油为在40-60℃温度下，在碱性除油粉中处理1200-1800s，经三格逆流水洗后，用除油剂溶液进行电镀除油，电流密度80-150a/dm2，时间15-30s。化学除油过程中，通过碱与油脂的皂化反应生成硬脂酸钠(即肥皂)和甘油溶解进入碱性溶液；同时化学除油具有的乳化作用能使金属与溶液间界面张力降低，从而在流体动力等因素的作用下，油膜破裂变成细小的珠状，脱离金属表面，到溶液中形成乳浊液。电解除油相比化学除油效率更快，把铁件作为阴极，浸入电解液，通上直流电。通电时，由于极化作用，金属与液面间的界面张力降低，电解液很容易穿过油膜到达金属表面发生氧化还原反应，在金属上产生氢气，冲击油膜破解成细小
是油珠，使油脱离金属表面分散在溶液中形成乳浊液，从而达到除脂的作用。
82.进一步的，通过4-10比重的盐酸处理铁件5-15s，去除铁件表面的氧化膜，提高镀层与基体的结合力。
83.进一步的，通过先镀一层哑镍打底，以利于进一步电镀。镀哑镍后再镀一层铜底能够获得镀膜厚度均匀，耐蚀性高的金属涂层，同时提高后续镍层的结合力。
84.进一步的，经研发导入完善的电镀黑镍配方及工艺，使电镀后产品表面能起到消光作用，消除前几轮电镀后产生的镜面反射，获得漫反射的哑黑效果。
85.相比于现有技术，本发明的优点在于：
86.本发明通过优化前处理工艺，除去铁件10表面的油脂，铁锈和氧化膜等，为后续镀层提供良好的沉积的平面，紧接着通过盐酸除去铁件10表面的氧化膜提高镀层与基体的结合力。电镀过程中先通过两次打底，即镀哑镍、镀铜，提高镀层与基体的结合力有利于进一步的电镀，同时，铜层的整平性能优异，能大大提高镍层的光亮效果。后续电镀过程中，经镀哑镍，镀光镍和镀黑镍获得理想的哑黑效果。通过导入完善的清洗和钝化处理，形成一种比较完整的铁件10表面哑黑电镀结构及方法，极大提高了镀层的耐腐蚀能力。
87.以上所述仅是本发明的较佳实施例，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。