一种环保电镀液及电镀工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种环保电镀液及电镀工艺，属于化学电镀领域。
【背景技术】
[0002]电镀是通过电化学方法在固体表面获得金属沉积层的过程。作为传统的表面工程的重要手段，电镀工艺技术长期用于为工件表面提供防止腐蚀的防护层和装饰性的装饰层；或为改变基体材料的表面特性，以制取特定成份和性能的金属或合金覆盖层。由于航空航天与核材料工程产业和电子信息产业的发展，电镀工艺方法已被用于制备不同类型的新型复合材料，包括微粒弥散金属复合材料、短纤维、长纤维缠绕、晶须增强型材料、层状复合材料和光学复合材料；制备半导体材料元器件，包括薄膜型半导体元件、平面显示器件、太阳能电池薄膜、大规模集成电路中的电阻、电容、光导、磁导与记忆元件、发光和荧光器件等。
[0003]电镀液是电镀工艺中一个非常重要的部分，它通常影响着电镀的效果。
[0004]随着我国现代化建设的飞速发展，作为轻工业产业支柱之一的电镀行业也呈现出日新月异的发展态势，涌现出了许多新的电镀工艺和镀种，极大的丰富了人们日益增长的生活和生产需要。但同时也带来较大的污染问题。电镀工艺和电镀液产生的污染是电镀行业污染的主要部分。
[0005]目前的电镀种类很多，包括镀镍、镀铜、镀锌等等。镀铬也是其中的一个分支，由于铬镀层具有良好的硬度、耐磨性、耐蚀性和装饰性，因此不仅用于装饰性镀层，还大量用于功能性镀层。
[0006]铬金属属于重金属类，对环境有所污染，镀铬污染中影响最大的是六价铬的污染，传统镀铬中通常会采用六价铬作为主体成分，因此会对环境产生极大的污染，三价铬则相对于六价铬而言较为环保。
[0007]因此，为了社会经济的发展，也为了保护环境，有必要开发出一种利用三价铬的环保电镀液及电镀工艺。
【发明内容】
[0008]发明目的:本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种环保电镀液及电镀工艺。
[0009]技术方案:为了实现以上目的，本发明提供了一种环保电镀液，所述电镀液组成为:
甲酸铬:0.25-0.55mol/L ;甲酸铬为三价铬Cr3 +的提供者，其浓度的大小直接影响着电镀液中三价铬Cr3 +的浓度，Cr3 +浓度的大小与镀层覆盖范围和沉积速率的影响较大，在此浓度范围内效果最好，并且镀层的光亮度最好；
甲酸钱:0.15-0.45 mo I/L ;甲酸钱可以与甲酸络形成络合物，它的浓度在此范围内镀层覆盖范围和沉积速率最佳； 尿素:0.15-0.45 mol/L ;可以与甲酸铬形成络合物，其浓度的大小影响着镀层覆盖范围和沉积速率，在此范围内链层覆盖范围和沉积速率最佳，同时尿还可提尚络沉积的过电位，使得沉积层晶粒更加细小，并抑制氢气析出，提高阴极电流效率，有效改善镀层外观；苹果酸:0.05-0.15 mol/L ;酸性较弱的有机二元酸，苹果酸具有对pH值的缓冲作用，可使镀液的pH值稳定在3-4左右，能够掩蔽杂质金属离子的干扰，防止轻桥化反应，提高铬镀层表面光亮度；
硼酸:65-75 g/L ;弱酸，可以作为pH缓冲剂，是电镀液的pH值保持在合理的范围内； 硫酸铵:155-165 g/L ；
氯化钠:8.5-9.5 g/L ;导电盐，可以提高导电效果；
铬走位剂:1.5-2.5 g/L ;铬走位剂可以减少铬的用量，减少污染，有利于含铬废水的处理，同时还可以降低电镀温度，使得电镀过程可以在较低的温度下进行，同时还可以提高电流效率，减少用电量，，降低了生产成本，同时也保护了环境，实现了清洁生产、循环经济，具有明显的经济效益和社会效益，并且采用该试剂后可以提高镀铬效果，使得镀铬层的表面厚度均匀，外观效果好，并且对电极无腐蚀作用；
稀土添加剂:1.0-1.5 g/L ;可以提高电镀硬铬层的沉积速度、硬度和光亮度，提高装饰铬整体耐蚀性；具有除杂功能，长期使用镀铬液不用除杂处理，镀铬工艺十分稳定，少故障，镀液使用寿命长；
十二烷基硫酸钠:0.15-0.25 g/L ;一种环保型的润湿剂，该润湿剂可以细化镀层结晶，提尚链层光壳性；
硫代硫酸钠:0.15-0.25 g/L ο电镀液中不含有毒性较大的六价铬，而采用甲酸铵-尿素-苹果酸作为三价铬电镀的多元络合剂，取代了传统镀铬中的六价铬，对环境的危害较小，同时，镀铬的效果较好。
[0010]本发明还提供了一种电镀工艺，该电镀工艺包括如下步骤:
(1)前处理:对需要电镀的物品进行前处理，除去物品的表面杂质，具体的前处理步骤如下:
a:水洗:将物品放入50-60°C的热水中浸泡25-35min，然后搅拌清洗；b:除油:将水洗后的物品放入到清洗剂中进行在30-40°C进行清洗除油，清洗时间为30-35min,然后再用清水冲洗两次，以除去表面残留的清洗剂；
c:酸洗:将除油后的物品放入到酸性洗液中进行酸洗，酸洗时采用质量分数为5-10%的稀硫酸在50-60°C下进行清洗，清洗时间为30-60min，然后在用清水冲洗两次，以除去表面残留的硫酸；
d:浸蚀除锈:将经过酸洗后的物品放入到浸蚀液中在室温下进行浸蚀达到除锈的目的，采用的浸蚀为质量分数为10-15%的氢氟酸溶液，浸蚀时间为30-60min，浸蚀后的物品再用清水冲洗三次，最后吹干即可；
(2)电镀:使用电镀液对经过前处理的物品进行电镀处理，具体电镀过程为:首先对需要电镀的物品进行预热，预热3-10min，预热温度为30°C ;然后将预热后的物品放入到电镀液中进行电镀处理，电镀时的电镀液温度为28-30 °C，电镀的电流密度为15-20 A/dm2，电镀时间为5-15min，镀铬层的厚度大于1.8μπι即可；对物品进行预热处理，可以是物品与电镀液的温度比较相近，有利于下一步的电镀，如果未经预热或预热不充分就进行电镀，那么会因为物品本身的温度与电镀液的温度相差较大，基体与镀层的热膨胀系数不同，会影响镀层与基体的结合力，甚至引起镀铬层暴皮等现象；电镀时使用的电流较低，温度较低，在保证电镀效果的同时还有利于降低生产成本，实现节能减排的作用；
(3)除氢:对电镀后的物品放入到豆油中在185-195°C下进行除氢处理，然后自然冷却后擦去浮油即可；可以防止产生氢脆现象；该除氢处理条件比较温和，可以避免传统的除氢处理中使微裂纹增多、增大的缺点；
(4)憎水处理:对除氢处理后的物品的镀铬层表面通过质量分数为8-10%的BH-102憎水液进行憎水处理；利用液体憎水剂的渗透原理，使其进入铬层微裂纹中，烘烤后，憎水剂变为固体，堵塞铬层孔隙，能有效提高铬层耐蚀性和气密性；
(5)水洗、吹干:将憎水处理后的物品用去离子水进行清洗三遍然后吹干。
[0011]优选的，所述步骤I中进行除油处理时所采用的清洗剂为弱碱性清洗剂，它由以下组份按重量份数组成:
磺基琥珀酸二异辛酯钠:6-8份；磺基琥珀酸二异辛酯钠属于琥珀酸酯磺酸盐类的阴离子表面活性剂，该表面活性剂对皮肤温和、刺激性小、生物安全易降解，具有优良的润湿性，与脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠复配时显示出显著的协同效应；
脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠:7-9份；脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠是一种优良的阴离子表面活性剂，该表面活性剂易溶于水，具有优良的去污、乳化、发泡性能和抗硬水性能，温和的洗涤性质不会损伤皮肤，与上述的磺基琥珀酸二异辛酯钠复配时显示出显著的协同效应；N-烷基葡萄糖酰胺:5-7份；N-烷基葡萄糖酰胺是一种非离子表面活性剂，该表面活性剂具有良好的乳化、分散、润湿和增溶能力，尤其是毒性低，易降解，对环境无害，是一种安全的表面活性剂，并且通常还添加至一些化妆品内，对皮肤无刺激性；
蔗糖脂肪酸酯:6-8份；蔗糖脂肪酸酯SE是一种非离子表面活性剂，除了具有优良的乳化、分散、润湿、增溶、去污等能力外，其最大的特点就是无毒、无臭，生物降解后会形成脂肪酸和蔗糖，是一种安全的表面活性剂，通常还可以添加到食品中；
小苏打:2-3份；小苏打(即碳酸氢钠)的