一种利用氨基磺酸盐脉冲电镀镍制备镀镍钢带的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及金属表面处理领域，特别涉及一种钢带的镀镍工艺。
【背景技术】
[0002]电镀镍技术通常应用于对金属的防护及装饰，被广泛应用于各种钢铁材料、工业机器、汽车、以及家庭用具等产品的防腐及装饰等行业，其中钢带的镀镍是较为常见的工业应用。
[0003]镀镍工艺通常使用瓦特体系作为镀镍液，而瓦特体系的镀液通常电流密度范围较小，仅为0.5?5A/dm2，且电镀产品有内应力较大，孔隙率较高，分散能力较差，电流效率低等缺陷。当电流升至8A/dm2时，镀液浓差极化严重，导致电镀过程中析氢现象加剧，进而使镀层产生针孔、毛刺、麻点、粗晶等缺陷；当电流超出1A/dm2时，镀层有烧焦现象出现。
[0004]在常规的电镀工艺中，通常使用直流电源做为电镀的设备电源。电镀工艺中的电流密度是影响镀层硬度、内应力、孔隙率、耐腐蚀性及结合力等性能的重要因素，但直流电源的极限电流较小。在电流密度0.5-5A/dm2范围内时，增大电流密度，阴极过电位增大，使晶核的临界形成半径变小，晶体的形成速率大于成长速率，导致晶体尺寸变小，镀层表面粗糙度降低；当电流密度超出5A/dm2时，电镀过程主要受液相传质的扩散控制，镍离子的传质是电镀过程中的主要影响因素，阴极界面镍沉积速度较快，镍离子消耗速率较快，晶体的成长速率大于形成速率，导致晶体尺寸变大，镀层表面粗糙度增大；电流密度继续增大，浓差极化现象进一步加剧，阴极表面析氢反应加剧，镀层内部及表面残留大量的氢气泡，使镀层内应力变大，硬度降低，孔隙率增大，耐腐蚀性能降低。因直流电镀法的极限电流较低，若电流密度过大，就会出现孔隙率较高、耐腐蚀性能较差等缺陷。
[0005]为解决上述问题，采用了脉冲电镀工艺，虽然能够减少镀层的孔隙率，消除氢脆，降低镀层的内应力，但是在使用脉冲电镀时无法通过通段时间来选择电容效应的限制，这就给工件在电镀过程的控制带来了麻烦，而且在使用中脉冲电镀时最大的平均沉积速度不能超过相同流体动力学条件下的极限沉积速度，所以当前的脉冲电镀仍然存在着不小的难题。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种工艺简单、电沉积速率快、浓差极化现象较轻、孔隙率低的利用氨基磺酸盐脉冲电镀镍制备镀镍钢带的方法。本发明主要是用配制的氨基磺酸盐镀液通过脉冲电镀工艺，对钢带进行电沉积，获取物理化学性能优良的镀镍钢带。
[0007]本发明的制备方法如下:
[0008](I)镀液的配制:每立升镀液含氨基磺酸镍200?400g、氯化镍2?10g、硼酸30?40g，添加剂2?1g，镀液使用的溶剂为纯净的去离子水。用盐酸将镀液PH值调至4?7，将镀液升温至50°C?60°C。
[0009]所述添加剂为丙炔醇丙氧基醚、丙炔醇乙氧基醚、丙烷磺酸吡啶嗡盐一种或者至少两种的混合物，其两种混合物的添加质量比例为1:1，最好添加丙炔醇丙氧基醚、丙炔醇乙氧基醚、丙烷磺酸吡啶嗡盐三者的混合物，其添加的质量比例为1:1:1。
[0010](2)钢带的前处理:用去离子水对钢片水洗，丙酮除油，碱洗除油，盐酸活化，用去离子水清洗。
[0011](3)电镀工艺流程:电镀镍设备的电源为双脉冲电镀电源，脉冲类型为周期换向型脉冲；电镀工艺条件为平均电流密度5?15A/dm2，脉冲电流占空比为5%?40%。保持镀液温度50?60°C，电沉积10-30分钟后取出，然后水洗、烘干。
[0012]本发明与现有技术相比具有如下优点:
[0013](I)工艺简单，便于操作；
[0014](2)浓差极化现象较轻，可以承受较大的极限电流；
[0015](3)电沉积速率快，生产周期短；
[0016](4)孔隙率低，耐腐蚀性能优良；
[0017](5)镀镍钢带的硬度高、内应力低，有较好的延展性。
【具体实施方式】
:
[0018]实施例1
[0019]按每立升含氨基磺酸镍200g、氯化镍2g、硼酸30g、添加剂为丙炔醇丙氧基醚、丙炔醇乙氧基醚、丙烷磺酸吡啶嗡盐三者按I: I: I共2g混合配制镀液，其中镀液使用的溶剂为纯净的去离子水，用盐酸将镀液PH值调至4，将镀液升温至50°C。
[0020]用去离子水对钢片水洗，丙酮除油，碱洗除油，盐酸活化，再用去离子水清洗。
[0021]对钢片进行电镀，电镀镍设备的电源为双脉冲电镀电源，脉冲类型为周期换向型脉冲；电镀工艺条件为平均电流密度5A/dm2，脉冲电流占空比为5 %，保持镀液温度50°C，电沉积10分钟后取出，然后水洗、烘干。
[0022]该镀镍钢板表面光滑，镀层致密，内应力为0.035Mpa，硬度为400HV，平均粗糙度为0.354mm，16h连续盐雾试验可以达到8级标准。
[0023]实施例2
[0024]按每立升含氨基磺酸镍400g、氯化镍10g、硼酸40g、添加剂为丙炔醇丙氧基醚、丙炔醇乙氧基醚、丙烷磺酸吡啶嗡盐三者按I: I: I共1g混合配制镀液，镀液使用的溶剂为纯净的去离子水，用盐酸将镀液PH值调至7，将镀液升温至60°C。
[0025]用去离子水对钢片水洗，丙酮除油，碱洗除油，盐酸活化，再用去离子水清洗。
[0026]对钢片进行电镀，电镀镍设备的电源为双脉冲电镀电源，脉冲类型为周期换向型脉冲；电镀工艺条件为平均电流密度15A/dm2，脉冲电流占空比为40%。保持镀液温度60°C左右，电沉积30分钟后取出，然后水洗、烘干。
[0027]该镀镍钢板表面光滑平整，镀层较致密，内应力为0.03IMpa，硬度为454HV，平均粗糙度为0.329mm，16h连续盐雾试验可以达到8级标准。
[0028]实施例3
[0029]按每立升含氨基磺酸镍350g、氯化镍7g、硼酸40、添加剂为丙炔醇丙氧基醚、丙炔醇乙氧基醚、丙烷磺酸吡啶嗡盐三者按I: I: I共Sg混合配制镀液，镀液使用的溶剂为纯净的去离子水，用盐酸将镀液PH值调至4.5，将镀液升温至60°C。
[0030]用去离子水对钢片水洗，丙酮除油，碱洗除油，盐酸活化，再用去离子水清洗。
[0031]对钢片进行电镀，电镀镍设备的电源为双脉冲电镀电源，脉冲类型为周期换向型脉冲；电镀工艺条件为平均电流密度1A/dm2，脉冲电流占空比为6 %。保持镀液温度60°C左右，电沉积10分钟后取出，然后水洗、烘干。
[0032]该镀镍钢板表面光滑平整，镀层较致密，内应力为0.024Mpa，硬度为473HV，平均粗糙度为0.296mm，16h连续盐雾试验可以达到9级标准。
[0033]实施例4
[0034]按每立升含氨基磺酸镍350g、氯化镍7g、硼酸40g、