一种镍钨合金电镀液及不溶性阳极系统的制作方法

1.本发明涉及镍钨合金电镀的生产技术领域，具体为一种中钨、无裂纹镍钨合金电镀液及不溶性阳极系统。


背景技术：

2.镀镍水适用于铁件、钢件、模具钢、锌合金、浸锌处理后的铝合金及铜合金表面镀镍钨合金层，镍钨合金镀层色泽类似不锈钢，具有优良的耐蚀性能，经高温热处理后，镀层硬度高达1000hv，有很好的耐磨性能，是一种很有应用前景的功能性镀层。碱性镍钨镀液制备时需经连续通电10ah/l以上，镀液颜色就会变深甚至变为深棕色，这是由于镀液含有大量的有机络合剂，在电镀过程中阳极表面析出的氧气，而有机络合剂会在氧气的作用下发生副反应，所产生的分解产物会对生产造成严重影响，影响电流效率，更会夹杂在镀层中影响镀层性能。镍钨合金电镀也普遍存在着电流效率低，镀层内应力大的问题，在沉积过程中阴极基体表面会产生大量的氢气，生成的氢气易滞留在镍钨沉积层内，导致镀层内应力大、镀层发脆。随着沉积过程的进行，电镀镍钨层内氢含量增多，应力增大，导致镍钨层变形和晶格歪曲。热处理后镀层变形增加，电镀层会裂开，形成裂纹，最终影响镀层的耐蚀性能。


技术实现要素：

3.为解决上述背景技术中提出的问题，本发明的目的在于提供一种中钨、无裂纹镍钨合金电镀液及不溶性阳极系统。
4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种镍钨合金电镀液，其特征在于：所述的镍钨合金电镀液包括钨酸钠、硫酸镍、导电盐、络合剂和应力消除剂，通过所述的钨酸钠、硫酸镍、导电盐、络合剂和应力消除剂混合后形成电镀液。
5.作为本发明优选的，所述的钨酸钠的浓度为40-50g/l，硫酸镍的浓度为25-30g/l。
6.作为本发明优选的，所述的导电盐的浓度为15-20g/l。
7.所述的导电盐为硫酸钠、硫酸铵或者氯化铵。
8.作为本发明优选的，所述的络合剂包括柠檬酸盐、甘氨酸、醇胺和烯胺，其中柠檬酸盐的浓度30-40g/l，甘氨酸的浓度为3-9g/l，醇胺的浓度为1-10g/l，烯胺的浓度为0.2-1ml/l。
9.作为本发明优选的，柠檬酸盐优选为柠檬酸钠，醇胺优选为三乙醇胺，烯胺优选为三乙烯四胺。
10.作为本发明优选的，所述的应力消除剂为糖精钠和氨基磺酸，糖精钠的浓度为0.5-3g/l，氨基磺酸的浓度为0.1-0.4g/l。
11.所述的氨基磺酸优选为2-氨基苯磺酸。
12.所述的的镍钨合金电镀液的ph为7-9，镍钨合金电镀液的温度为60-70℃，电流密度为1-6a/m2。
13.一种基于上述镍钨合金电镀液的的不溶性阳极系统，包括所述的的镍钨合金电镀
液、阳极进水口、阳极、过滤膜、阳极室、镀件、阴极室、陶瓷板，所述的阴极室内设置所述的镍钨合金电镀液，阴极室的两侧均通过陶瓷板间隔设置阳极室，所述的陶瓷板上设置的多个小孔中设置所述的过滤膜，阳极室的顶部设置阳极进水口，阳极液通过阳极进水口进入阳极室，所述的阳极为不溶性阳极，阳极室作为镀件电镀沉积工作区，电镀沉积工艺如下：过滤膜限制镀液中的柠檬酸盐、甘氨酸、醇胺、烯胺有机物进入到阳极室中，防止柠檬酸盐、甘氨酸、醇胺、烯胺有机物分解，减少有机物消耗与镀液的老化；阳极室中的阳极液为10％稀硫酸，由阳极进水口循环输入到阳极室中，在循环使用中h+在电场的作用下穿过膜，同阴极周围产生的阴离子中和，如此不断地循环，补充，维护镀液正常的ph值，确保电镀系统长期稳定运行。
14.作为本发明优选的，阳极液优选为10％硫酸。
15.作为本发明优选的，所述的阳极为不锈钢阳极、碳板或铱钽合金阳极，优选为铱钽合金阳。
16.作为本发明优选的，所述的过滤膜优选为陶瓷膜，陶瓷膜安装在陶瓷板上，孔径优选为0.1-1μm。
17.进一步作为本发明优选的，孔径优选为0.3-0.5μm。
18.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
19.1、本发明通过镍钨合金电镀液中添加多种有机物作为络合剂，极大的提高了镀层的电流效率，降低析氢过程，糖精钠、氨基磺酸为应力消除剂，能够有效降低镀层中的应力，减少热处理后裂纹的产生。
20.2、本发明不溶性阳极系统在镀层沉积过程中，过滤膜限制镀液中的柠檬酸盐、甘氨酸、醇胺、烯胺等有机物进入到阳极室中，有效的防止柠檬酸盐、甘氨酸、醇胺、烯胺等有机物的分解，减少有机物的消耗与镀液的老化。阳极室中的阳极液为10％稀硫酸，由阳极进水口循环输入到阳极室中，在循环使用中h+在电场的作用下穿过膜，同阴极周围产生的阴离子中和，如此不断地循环，补充，以维护镀液正常的ph值，确保电镀系统长期稳定运行。
附图说明
21.图1为本发明不溶性阳极系统结构示意图。
具体实施方式
22.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
23.实施例1
24.镍钨合金镀液由以下部分组成：钨酸钠50g/l、硫酸镍25g/l、硫酸钠20g/l、柠檬酸钠40g/l、甘氨酸9g/l、三乙醇胺1g/l、三乙烯四胺0.2ml/l、糖精钠3g/l、氨基磺酸0.4g/l，镍钨合金电镀液的ph为7，镍钨合金电镀液的温度为70℃，电流密度为6a/m2，镀层经热处理后无裂纹，w含量为20％。
25.实施例2
26.镍钨合金镀液由以下部分组成：钨酸钠40g/l、硫酸镍30g/l、硫酸铵15g/l、柠檬酸钠30g/l、甘氨酸3g/l、三乙醇胺10g/l、三乙烯四胺1ml/l、糖精钠0.5g/l、2-氨基苯磺酸0.1g/l，镍钨合金电镀液的ph为9，镍钨合金电镀液的温度为60℃，电流密度为6a/m2，镀层经热处理后无裂纹，w含量为30％。
27.实施例3
28.镍钨合金镀液由以下部分组成：钨酸钠45g/l、硫酸镍25g/l、8氯化铵18g/l、柠檬酸钠35g/l、甘氨酸6g/l、三乙醇胺5g/l、三乙烯四胺0.5ml/l、糖精钠1.5g/l、2-氨基磺酸0.2g/l，镍钨合金电镀液的ph为8，镍钨合金电镀液的温度为65℃，电流密度为3a/m2，镀层经热处理后无裂纹，w含量为20％。
29.实施例4
30.镍钨合金镀液由以下部分组成：钨酸钠40g/l、硫酸30g/l、硫酸钠20g/l、柠檬酸盐40g/l、甘氨酸6g/l、三乙醇胺8g/l、三乙烯四胺0.7ml/l、糖精钠2g/l、2-氨基磺酸0.3g/l，镍钨合金电镀液的ph为9，镍钨合金电镀液的温度为60℃，电流密度为4a/m2，其中柠檬酸盐、甘氨酸、醇胺、烯胺为络合剂，柠檬酸盐优选为柠檬酸钠，醇胺优选为三乙醇胺，烯胺优选为三乙烯四胺，糖精钠、氨基磺酸为应力消除剂，优选为2-氨基苯磺酸。镀层经热处理后无裂纹，w含量为25％。
31.如图1所示，包括所述的镍钨合金电镀液、阳极进水口1、阳极2、过滤膜3、阳极室4、镀件5、阴极室6、陶瓷板7，所述的阴极室6内设置所述的镍钨合金电镀液，阴极室6的两侧均通过陶瓷板间隔设置阳极室4，陶瓷板7上设置的多个小孔中设置所述的过滤膜3，阳极室4的顶部设置阳极进水口1，阳极液通过阳极进水口进入阳极室4，所述的阳极为不溶性阳极，阳极室作为镀件电镀沉积工作区，电镀沉积工艺如下：过滤膜限制镀液中的柠檬酸盐、甘氨酸、醇胺、烯胺有机物进入到阳极室中，防止柠檬酸盐、甘氨酸、醇胺、烯胺有机物分解，减少有机物消耗与镀液的老化；阳极室中的阳极液为10％稀硫酸，由阳极进水口循环输入到阳极室中，在循环使用中h+在电场的作用下穿过膜，同阴极周围产生的阴离子中和，如此不断地循环，补充，维护镀液正常的ph值，确保电镀系统长期稳定运行。上阳极液优选为10％硫酸；所述的阳极为铱钽合金阳极；所述的过滤膜优选为陶瓷膜，陶瓷膜安装在陶瓷板上，孔径为0.3μm。阳极进水口是阳极液输入通道，陶瓷板的大小与槽体宽度相同，限制阳极室中的阳极液与阴极室的镀液接触；镀件为需要电镀沉积的工件，不限制材质、形状。
32.指标：
33.显微硬度：热处理2h，镀层硬度800-1000hv
34.镀层裂纹：热处理2h，裂纹数几乎为0
35.结合力：通过国标划线方法或者对折测试，镀层与基材结合力良好耐磨性：摩擦磨损实验，干摩擦系数与磨损量
36.耐蚀性：10％h2so4溶液中的腐蚀速率为0.04g/(m2*h)。
37.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。