专利名称：碱性电镀光亮锌镍合金方法
技术领域：
本发明属于合金电镀领域。
本发明是一种碱性电镀光亮锌镍合金工艺，可在碱性锌镍合金镀液中于导电基体阴极上沉积出含镍量为6%～25%的镜亮-光亮锌镍合金镀层。
锌镍合金电镀工艺有酸性和碱性两种体系。以往研究和应用酸性体系为多。碱性体系由于具有分散能力好，不会出现活性状态的无镀层区、容易掌握、成本较低、可沿用碱性镀锌设备等优点，近年来已引起国内外的关注。
美国专利4861442公开了一种PH≥11的碱性锌镍合金镀液，其组成为锌3～30克/升，镍0.2～20克/升，碱性氢氧化物20～300克/升，氨基醇聚合物0.05～10克/升，镍配合剂1～20摩尔/摩尔镍离子，氨基酸和/或氨基酸盐。
美国专利4877496公开了一种碱性锌镍合金镀液，其组成为锌4～30克/升，镍0.05～4克/升，碱性氢氧化物50～200克/升，配合剂4～110克/升，主光亮剂0.1～10克/升，该主光亮剂是一种或多种胺与3-卤-1，2环氧丙烷的反应产物，辅助光亮剂至少含一种芳香醛。
美国专利4889602公开了一种PH＞11的碱性锌镍合金镀液，其组成为锌1～70克/升，镍0.6～118克/升，脂肪胺不超过16克/升，脂肪胺聚合物不超过20克/升，可得到大致上均匀的锌镍合金镀层。
日本公开特许公告01298192[89298192]公开了一种碱性锌镍合金镀液，其组成为Zn2+5～20克/升，Ni2+0.4～4.0克/升，(Zn/Ni(wt)4～12.5)，三乙醇胺15～60克/升，光亮剂以及N-氨乙基乙二胺，乙二胺，二乙烯三胺，三乙烯四胺，四乙烯五胺和/或五乙烯六胺等螯合剂≥0.04摩尔，可得到均匀光亮的锌镍合金镀层。
本发明的目的旨在开发一种新的碱性电镀光亮锌镍合金方法，以获得含镍量可随意调节，表面镜亮-光亮，防腐性能比纯锌镀层好，硬度比纯锌镀层高的锌镍合金镀层。并按本发明可直接把锌酸盐镀锌液转化为碱性锌镍合金镀液。
本发明的详细说明如下。
依照本发明，在下面所述的镀液组成和操作条件下，可在钢铁等镀件上得到镍含量为6%～25%的镜亮-光亮锌镍合金镀层。
本发明的电镀液组成如下氧化锌(ZnO)4～10克/升，最好是6～8克/升，氢氧化钠(NaOH)90～120克/升，最好是90～110克/升，芳香醛0.2～0.4克/升，镍配合物2～30毫升/升，镀液中锌/镍重量比为3～10，最好是6～8，ZN-11添加剂0.3～4毫升/升。所说的芳香醛可选用胡椒醛或茴香醛。所说的镍配合物是硫酸镍(NiSO4·6H2O)与四乙烯五胺[NH2(CH2CH2NH)3CH2CH2NH2]反应后生成的配合物水溶液，每升这样的配合物水溶液中硫酸镍和四乙烯五胺的量分别是375克和500克。所说的ZN-11添加剂是在咪唑与环氧氯丙烷按摩尔比为1∶1，于60～70℃合成的产物中添加四乙烯五胺，添加的四乙烯五胺与咪唑摩尔比为2∶1，然后再与环氧氯丙烷按与咪唑摩尔比为2∶1，于60～70℃进一步合成的产物。
本发明采用纯锌和纯镍板轮流作阳极或按镍板与锌板的面积比为3～5混合作阳极，采用塑料内衬的铁槽为镀槽。
依照本发明，所使用的电流密度为0.2～10安培/平方分米，最好是0.5～4安培/平方分米;操作温度为15～65℃，最好是25～35℃。
依照本发明的工艺配方和操作条件处理过的镀件表面呈镜亮-光亮，镀层中镍含量(重量比)为6%～25%。镀层中镍含量可通过镀液中的锌/镍比控制，当锌/镍比为6～8时镀层中镍含量在10%～15%范围内，镀层耐腐蚀性比纯锌镀层高3倍以上。本发明可采用纯锌或纯镍板作阳极，且还具有镀液稳定、分散能力好，所使用的电流密度宽，操作简便易于掌握，成本较低等优点，便于工业生产。国内电镀工业中镀锌占70%，其中多数为锌酸盐镀锌，按本发明可直接把它转化为电镀光亮锌镍合金。
下面以实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1-7镀液组成氧化锌4克/升，氢氧化钠90克/升，镍配合物4.8毫升/升，锌/镍重量比为8.0，胡椒醛0.3克/升，ZN-11添加剂0.5毫升/升。在1.2升塑料槽中配制上述镀液1升，用纯锌或纯镍板作阳极，以2.5平方厘米铁片作阴极，在28℃以不同电流密度进行电镀10分钟，结果如下实施例 1 2 3 4 5 6 7电流密度(A/dm2) 0.5 1 2 4 6 8 10镀层含镍量(Wt.%) 8.2 9.3 9.7 10.2 10.5 10.7 11.1电流效率(%) 44.9 36.7 32.5 27.3 22.8 18.2 13.3镀层外观 镜亮 镜亮 镜亮 镜亮 镜亮 镜亮 镜亮实施例8-13镀液组成氧化锌6克/升，氢氧化钠100克/升，镍配合物9.4毫升/升，锌/镍重量比为6.1，茴香醛0.3克/升，ZN-11添加剂0.5毫升/升。在1.2升塑料槽中配制上述镀液1升，用纯锌或纯镍板作阳极，以2.5平方厘米铁片作阴极，在30℃以不同电流密度进行电镀10分钟，结果如下实施例 8 9 10 11 12 13电流密度(A/dm2) 0.5 1 2 4 6 8镀层含镍量(Wt.%) 11.7 12.2 12.8 13.3 13.9 14.3电流效率(%) 63.4 52.1 42.2 39.2 33.5 21.4镀层外观 镜亮 镜亮 镜亮 镜亮 镜亮 镜亮实施例14-16镀液组成氧化锌10克/升，氢氧化钠100克/升，镍配合物16毫升/升，锌/镍重量比为5.8，茴香醛0.3克/升，ZN-11添加剂1毫升/升。在1.2升塑料槽中配制上述镀液1升，用纯锌或纯镍板作阳极，以2.5平方厘米铁片作阴极，在25℃以不同电流密度进行电镀10分钟，结果如下实施例 14 15 16电流密度(A/dm2) 1 2 4镀层含镍量(Wt.%) 12.5 13.2 14.1电流效率(%) 73.3 55.1 43.5镀层外观 镜亮 镜亮 镜亮实施例18镀液组成工业用氧化锌8克/升，工业用氢氧化钠120克/升，用20升瓷槽或塑料槽配制镀液18升，以镍板为阳极，铁板为阴极，用0.1安培/平方分米(总电流0.6安培)通电处理24小时，然后添加镍配合物11.4毫升/升，溶液中锌/镍重量比为6.7，胡椒醛0.3克/升，ZN-11添加剂0.5毫升/升，温度28℃，用镍板或锌板作阳极，用长160毫米ψ＝20×2(毫米)的铁管作阴极，以2.8安培电流电镀40分钟，结果铁管外部锌镍合金镀层呈全光亮，其镍含量13%，铁管内部两端深镀16毫米。
实施例19镀液组成同实施例18，用长160毫米ψ＝20×2(毫米)的铁管作阴极，以纯锌或纯镍板作阳极，同时铁管内插入铁线作辅助阳极，在28℃以2.8安培电流电镀50分钟，结果铁管内外均镀上光亮的锌镍合金镀层，其镍含量13%。
实施例20-25用工厂连续生产三年的锌酸盐镀锌液按本发明直接转化为光亮锌镍合金镀液。锌酸盐镀锌液组成氧化锌5.7克/升，氢氧化钠96克/升，DE(工厂通用添加剂，由二甲胺基丙烷和环氧氯丙烷按摩尔比1∶1在温度(90℃条件下反应的产物)5毫升/升，香兰素0.2克/升，EDTA二钠0.1克/升。取上述镀液2升置于2.2升塑料槽中，添加镍配合物9.4毫升/升，锌/镍重量比为5.8，茴香醛0.2克/升，ZN-11添加剂0.5毫升/升，用纯锌或纯镍板作阳极，以2.5平方厘米铁片作阴极，在28℃以不同电流密度进行电镀，结果如下实施例 20 21 22 23 24 25电流密度(A/dm2) 0.2 1 2 4 6 8镀层含镍量(Wt.%) 11.5 12.9 13.8 13.8 14.2 14.5电流效率(%) 53.6 46.2 41.5 36.7 29.2 19.8镀层外观 光亮 光亮 光亮 光亮 光亮 光亮
权利要求
1.一种碱性电镀光亮锌镍合金的方法，所说的方法要在一种含氧化锌(ZnO)，氢氧化钠(NaOH)与一种芳香醛的镀液中进行，所说的芳香醛可以选用胡椒醛或茴香醛；本发明的特征是所说的镀液还含有一种镍配合物和一种命名为ZN-11添加剂，所说的镍配合物是硫酸镍(NiSO4·6H2O)与四乙烯五胺[NH2(CH2CH2NH)3CH2CH2NH2]反应后生成的络合物水溶液，每升这样的配合液中，硫酸镍与四乙烯五胺的量分别是375克和500克，所说的ZN-11添加剂是在咪唑与环氧氯丙烷按摩尔比为1∶1，于60～70℃条件下合成的产物中添加四乙烯五胺，添加的四乙烯五胺与咪唑的摩尔比为2∶1，然后再与环氧氯丙烷按与咪唑摩尔比为2∶1，于60～70℃下进一步反应后的产物；所说的镀液中，氧化锌的浓度是4～10克/升，氢氧化钠浓度是90～120克/升，芳香醛浓度是0.2～0.4克/升，镍配合物2～30毫升/升，ZN-11添加剂0.3～4毫升/升，镀液中锌/镍重量比为3～10，以纯锌和纯镍轮流作阳极，或以面积比为3～5的镍板与锌板混合作阳极，在电流密度为0.2～10安培/平方分米，温度为15～65℃的条件下进行电镀。
2.根据权利要求1所说的方法，其特征是所说的氧化锌的浓度为6～8克/升。
3.根据权利要求1所说的方法，其特征是所说的氢氧化钠浓度是90～110克/升。
4.根据权利要求1所说的方法，其特征是所说的锌镍重量比是6～8。
5.根据权利要求1所说的方法，其特征是所说的电流密度是0.5～4安培。
6.根据权利要求1所说的方法，其特征是所说的电镀温度为25～35℃。
全文摘要
本发明是一种碱性电镀光亮锌镍合金的方法，镀液中除了含有氧化锌、氢氧化钠、芳香醛外，还含有镍与四乙烯五胺的配合物，以及一种由咪唑、环氧氯丙烷和四乙烯五胺分步反应的产物作添加剂，以纯锌或纯镍轮流作阳极，调节一定的电流密度和镀液温度，可以在导电基体上沉积出含镍量为6％～25％的镜亮-光亮锌镍合金镀层。镀层中的含镍量可通过镀液中锌/镍重量比来控制。按本发明可直接把锌酸盐镀锌液转化为光亮锌镍合金镀液。
文档编号C25D3/56GK1094765SQ9410081
公开日1994年11月9日 申请日期1994年1月24日 优先权日1994年1月24日
发明者蔡加勒, 周绍民 申请人:厦门大学