一种碳钢表面无钯活化化学镀铜的方法技术

本发明专利技术提供了一种碳钢表面无钯活化化学镀铜的方法，具体包括步骤：碳钢基体的预处理、碳钢基体的活化、碳钢基体的敏化以及碳钢基体的化学镀铜。将预处理后的碳钢基体依次经过含有硼氢化钠的甲醇溶液和含有硫酸镍的盐酸溶液进行活化，再用氯化亚锡溶液进行敏化，最后对碳钢表面进行化学镀铜，在碳钢表面上形成了一层致密的铜镀层。本发明专利技术提供的方法中使用价格低的溶液完成碳钢基体的活化，并采用镍作为碳钢表面进行化学镀铜的自催化中心，代替了贵金属钯，原料易得，成本低廉，生产工艺简便，镀层结合力好，重现性高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及碳钢的化学镀铜
，特别是涉及一种碳钢表面无钯活化化学镀铜的方法。
技术介绍
钢铁在工业中有着广泛的应用，但是全世界每年因腐蚀而损失的钢铁材料占总钢铁产量的1/5左右，对现代经济发展造成了严重的破坏，甚至可能危及人民的生命安全。化学镀是提高钢铁耐腐蚀性能的一种很重要方法。化学镀是在金属表面的催化作用下，通过控制氧化还原反应而产生金属沉积的过程。化学镀工艺与其他表面处理技术如电镀、机械镀、喷涂等相比，不需要外加电源、操作方便、镀层孔隙率低、外观良好且具有优良的包覆性，凡是能接触到镀液的部位，都能获得较为均匀的镀层，高的附着力、良好的耐腐蚀、耐磨等性能使其在机械、化工、汽车及军工等行业得到了广泛的应用。碳钢化学镀铜具有镀铜速度快，稳定性高，工作温度和溶液浓度适用范围较宽，铜层致密，有极佳的结合力等特点。碳钢镀铜不仅使其保持了碳钢原有的各种优越性，而且使其耐磨损、耐蚀性能、耐老化性能、耐紫外线照射性能和外观装饰效果优于普通碳钢。同时，碳钢镀铜充分保持了碳钢特原有的表面，光泽和强度，其物理、化学、机械性能也未受影响，可直接进行后续加工，能有效发挥不锈钢这种绿色环保金属的全部特性。目前的化学镀铜的前处理中，活化通常采用的是贵金属钯作为活化剂，在镀件表面产生一层活化中心，此方法虽然可以获得较好的金属镀层，但往往存在金属钯价格昂贵的问题，导致生产成本过高。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术采用无钯的活化剂对碳钢表面进行活化，在碳钢表面形成镍活化中心，进行化学镀铜，在碳钢表面得到耐蚀性能良好的金属铜镀层，有效降低生产成本。具体的，本专利技术提供的碳钢表面无钯活化化学镀铜的方法，具体包括如下步骤：S1：碳钢基体的预处理对待镀的碳钢基体进行机械打磨，除去锈渍；再将打磨后的碳钢基体置于55-60℃的化学除油液中浸渍20-30min，进行化学除油；将化学除油后的碳钢基体进行清洗，并用5-10％H2SO4溶液，在55-60℃温度下，浸渍20-30s，取出进一步清洗；S2：碳钢基体的活化分别配制硼氢化钠的甲醇溶液、硫酸镍的盐酸溶液，硼氢化钠的甲醇溶液为碱性，硫酸镍的盐酸溶液为酸性，所述硼氢化钠的甲醇溶液中硼氢化钠浓度为70-140g/L，所述硫酸镍的盐酸溶液中硫酸镍浓度为30-70g/L，将进一步清洗的碳钢基体在25-45℃下依次浸入硼氢化钠的甲醇溶液和硫酸镍的盐酸溶液中进行活化，总活化时间为20-40min；S3：碳钢基体的敏化配制敏化液，将活化后的碳钢基体浸入25-45℃的敏化液中5-12s；所述敏化液的组成为：氯化亚锡32-35g/L、盐酸32-35ml/L，溶剂为水；S4：碳钢基体的化学镀铜将含铜镀液加热到55-60℃，对敏化后的碳钢基体进行化学镀铜，简单处理后得到目标产品；其中，所述含铜镀液的组成为：硫酸铜10-12g/L、次亚磷酸钠38-42g/L、硫酸镍1.5-2.5g/L、柠檬酸钠25-35g/L、二联吡啶10-15mg/L，溶剂为水，含铜镀液的pH值为8.2-8.6。优选地，所述机械打磨的具体步骤为：碳钢基体依次用120#、320#、500#砂纸仔细打磨碳钢基体表面，除去表面明显锈渍。优选地，所述化学除油液的组成为：碳酸钠50g/L、磷酸钠30g/L、硅酸钠10g/L、氢氧化钠100g/L，溶剂为水。优选地，所述硼氢化钠的甲醇溶液的配制方法为：室温下，取50ml甲醇，向其中加入1.5-1.62g氢氧化钠用于调节溶液为碱性，充分溶解后，再加入7-14g硼氢化钠，充分搅拌，用甲醇定容至100ml，即得所述硼氢化钠的甲醇溶液。优选地，所述硫酸镍的盐酸溶液的配制方法为：室温下，取50ml水，向其中加入3-7g的硫酸镍，充分溶解后，再加入5-5.5ml盐酸，用水定容至100ml，即得所述硫酸镍的盐酸溶液。优选地，所述含铜镀液的组成为：硫酸铜10g/L、次亚磷酸钠40g/L、硫酸镍1.75-2.00g/L、柠檬酸钠30g/L、二联吡啶12mg/L，含铜镀液的pH值为8.5。优选地，S2中，活化温度为30-40℃，总活化时间为25-35min。优选地，S2中，浸入硼氢化钠的甲醇溶液中的活化时间为5-20min，浸入硫酸镍的盐酸溶液中的活化时间为5-20min。优选地，S2中，所述硫酸镍的盐酸溶液中硫酸镍浓度为50-70g/L。本专利技术在碳钢基体表面经过机械打磨、化学除油、酸洗、水洗等预处理，然后依次经过含有硼氢化钠的甲醇溶液和含有硫酸镍的盐酸溶液进行活化，再用氯化亚锡溶液进行敏化，最后对碳钢表面进行化学镀铜，使用价格低的溶液完成碳钢基体的活化，再此基础上，采用镍作为碳钢表面进行化学镀铜的自催化中心，用含铜镀液进行化学镀铜，在碳钢表面上形成了一层致密的铜镀层，具有原料易得，成本低廉，生产工艺简便，镀层结合力好，耐蚀性能优良、重现性高的特点。附图说明图1为本专利技术实施例1提供的镀铜层外观图片；图2为本专利技术实施例2提供的镀铜层外观图片。具体实施方式为了使本领域技术人员更好地理解本专利技术的技术方案能予以实施，下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明，但所举实施例不作为对本专利技术的限定。以下实施例中所用到的试剂，若无特殊说明，均可通过商业途径购买获得，所涉及到的方法，若无特殊说明，均为常规方法。一种碳钢表面无钯活化化学镀铜的方法，具体包括如下步骤：S1：碳钢基体的预处理对待镀的碳钢基体进行机械打磨，除去锈渍；再将打磨后的碳钢基体置于55-60℃的化学除油液中浸渍20-30min，进行化学除油；将化学除油后的碳钢基体进行清洗，并用5-10％H2SO4溶液，在55-60℃温度下，浸渍20-30s，取出进一步清洗；S2：碳钢基体的活化分别配制硼氢化钠的甲醇溶液、硫酸镍的盐酸溶液，所述硼氢化钠的甲醇溶液中硼氢化钠浓度为70-140g/L，所述硫酸镍的盐酸溶液中硫酸镍浓度为30-70g/L，将进一步清洗的碳钢基体在25-45℃下依次浸入硼氢化钠的甲醇溶液和硫酸镍的盐酸溶液中进行活化，总活化时间为20-40min；S3：碳钢基体的敏化配制敏化液，将活化后的碳钢基体浸入25-45℃的敏化液中5-12s；，所述敏化液的组成为：氯化亚锡32-35g/L、盐酸32-35ml/L，溶剂为水；S4：碳钢基体的化学镀铜将含铜镀液加热到55-60℃，对敏化后的碳钢基体进行化学镀铜，简单处理后得到目标产品；其中，所述含铜镀液的组成为：硫酸铜10-12g/L、次亚磷酸钠38-42g/L、硫酸镍1.5-2.5g/L、柠檬酸钠25-35g/L、二联吡啶10-15mg/L，溶剂为水，含铜镀液的pH值为8.2-8.6。下面以具体的实施例对本专利技术进行详细的举例说明。实施例1将尺寸为50mm×25mm×2mm的碳钢片用120#、320#、500#砂纸仔细打磨表面，除去表面明显锈渍，之后在60℃的化学除油液中浸渍30min，该化学除油液的组成为：碳酸钠50g/L、磷酸钠30g/L、硅酸钠10g/L、氢氧化钠100g/L，溶剂为水；将浸渍后的碳钢片取出后用去离子水清洗，清洗后，用10％H2SO4溶液，在60℃温度下，浸渍30s，进一步清洗。分别制备硼氢化钠的甲醇溶液和硫酸镍的盐酸溶液，其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碳钢表面无钯活化化学镀铜的方法，其特征在于，具体包括如下步骤：S1：碳钢基体的预处理对待镀的碳钢基体进行机械打磨，除去锈渍；再将打磨后的碳钢基体置于55‑60℃的化学除油液中浸渍20‑30min，进行化学除油；将化学除油后的碳钢基体进行清洗，并用5‑10％H2SO4溶液，在55‑60℃温度下，浸渍20‑30s，取出进一步清洗；S2：碳钢基体的活化分别配制硼氢化钠的甲醇溶液、硫酸镍的盐酸溶液，所述硼氢化钠的甲醇溶液中硼氢化钠浓度为70‑140g/L，所述硫酸镍的盐酸溶液中硫酸镍浓度为30‑70g/L，将进一步清洗的碳钢基体在25‑45℃下依次浸入硼氢化钠的甲醇溶液和硫酸镍的盐酸溶液中进行活化，总活化时间为20‑40min；S3：碳钢基体的敏化配制敏化液，将活化后的碳钢基体浸入25‑45℃的敏化液中5‑12s；所述敏化液的组成为：氯化亚锡32‑35g/L、盐酸32‑35ml/L，溶剂为水；S4：碳钢基体的化学镀铜将含铜镀液加热到55‑60℃，对敏化后的碳钢基体进行化学镀铜，简单处理后得到目标产品；其中，所述含铜镀液的组成为：硫酸铜10‑12g/L、次亚磷酸钠38‑42g/L、硫酸镍1.5‑2.5g/L、柠檬酸钠25‑35g/L、二联吡啶10‑15mg/L，溶剂为水，含铜镀液的pH值为8.2‑8.6。...

【技术特征摘要】
1.一种碳钢表面无钯活化化学镀铜的方法，其特征在于，具体包括如下步骤：S1：碳钢基体的预处理对待镀的碳钢基体进行机械打磨，除去锈渍；再将打磨后的碳钢基体置于55-60℃的化学除油液中浸渍20-30min，进行化学除油；将化学除油后的碳钢基体进行清洗，并用5-10％H2SO4溶液，在55-60℃温度下，浸渍20-30s，取出进一步清洗；S2：碳钢基体的活化分别配制硼氢化钠的甲醇溶液、硫酸镍的盐酸溶液，所述硼氢化钠的甲醇溶液中硼氢化钠浓度为70-140g/L，所述硫酸镍的盐酸溶液中硫酸镍浓度为30-70g/L，将进一步清洗的碳钢基体在25-45℃下依次浸入硼氢化钠的甲醇溶液和硫酸镍的盐酸溶液中进行活化，总活化时间为20-40min；S3：碳钢基体的敏化配制敏化液，将活化后的碳钢基体浸入25-45℃的敏化液中5-12s；所述敏化液的组成为：氯化亚锡32-35g/L、盐酸32-35ml/L，溶剂为水；S4：碳钢基体的化学镀铜将含铜镀液加热到55-60℃，对敏化后的碳钢基体进行化学镀铜，简单处理后得到目标产品；其中，所述含铜镀液的组成为：硫酸铜10-12g/L、次亚磷酸钠38-42g/L、硫酸镍1.5-2.5g/L、柠檬酸钠25-35g/L、二联吡啶10-15mg/L，溶剂为水，含铜镀液的pH值为8.2-8.6。2.根据权利要求1所述的碳钢表面无钯活化化学镀铜的方法，其特征在于，所述机械打磨的具体步骤为：碳钢基体依次用120#、320#、500#砂纸仔细打磨碳钢基体表面，除去表面明显锈渍。3.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔绍波，贺凤伟，鄂永胜，徐惠娟，代文双，戚红艳，
申请(专利权)人：辽宁科技学院，
类型：发明
国别省市：辽宁;21