钢铁件碱性深孔镀镍添加剂、预镀液及预镀工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种钢铁件碱性深孔镀镍添加剂、预镀液及预镀工艺。钢铁件碱性深孔镀镍添加剂包括开缸剂和深孔剂，所述开缸剂由以下物质组成：弱碱性络合剂、醇类化合物、添加剂A、阴离子表面活性剂、氯化物、氟化物、醛类化合物、碱类化合物、磷酸盐化合物、硼酸和/或硼酸盐化合物；所述深孔剂由以下物质组成：磷酸盐化合物、碱类化合物、氯化物、醛类化合物、添加剂B。预镀液包括七水硫酸镍和上述镀镍添加剂，其中，含七水硫酸镍15‑35g/L，开缸剂200‑250g/L，深孔剂15‑30g/L，钢铁件碱性深孔镀镍预镀液的pH值为8.5‑10.0。本发明专利技术可以同时在制件表面和制件管壁、深孔处内壁一次性完成预镀，且同时解决镍阳极的溶解问题，本发明专利技术不含氨的碱性深孔镀镍工艺，减少了二次污染。

【技术实现步骤摘要】
钢铁件碱性深孔镀镍添加剂、预镀液及预镀工艺
本专利技术涉及电沉积的电镀
，尤其是涉及钢铁件碱性深孔镀镍添加剂、预镀液及预镀工艺。
技术介绍
当今钢铁件的防护装饰性电镀，钢铁件在酸性硫酸铜溶液中直接电镀时，由于铜和铁的标准电位相差较远，当钢铁件浸入溶液而电流尚未接通前，在基体上会迅速置换沉积出结合力极差的疏松铜层。因此，为了获得结合力良好的电镀层，钢铁件酸性镀铜前必须进行预镀。除了对品质要求高的制件采用多层镍、铬电镀外，多数制件是在钢铁基体上先镀上一层0.2-0.5微米厚的预镀层后，再进行酸性光亮镀铜继而再镀镍、铬或其他镀层。现今常用的预镀方法有弱酸性镀镍、有机膦酸盐无氰碱性镀铜、酸性镀镍、中性或弱碱性镀镍和氰化镀铜等。由于氰化镀铜工艺有性能好、成本低、管理容易等优点，是目前生产上应用最广的预镀工艺，但由于氰化镀铜工艺因含剧毒氰化物，国家已明令禁止或限制使用。前述的几种预镀方法，可解决形状较简单的钢铁件预镀，但是对于管状或形状复杂的深孔件，因预镀后管内壁和深孔处镀层极薄或根本无法镀上镀层，后续生产时会出现镀层结合力不良和钢铁管内壁和深孔位置生成铜粉的缺陷。因此，寻求一种生产成本低、质量稳定、不含剧毒氰化物并适合所有钢铁件(包括管状件和深孔件)的预镀方法，一直是国内外电镀工作者竞相研究的热点课题。最近十年，为了取代剧毒的氰化物，减少环境污染，国内外钢铁件预镀技术的研究成果，较为成功的有碱性膦酸盐型多元络合物镀铜、酸性直接预镀铜，亦有采用碱性镍预镀的报导。酸性预镀镍工艺因镍价昂贵，溶液中含硫酸镍150-200g/L，重金属镍浓度较高，生产和环保处理费用较大，化学镀镍预镀工艺因镀液生命周期短，要定期更新，生产成本较高，只有在特殊要求下厂家才会采用；有机膦酸盐多元络合物碱性镀铜工艺，是目前较好的环保型预镀新工艺，但是它未能在预镀时解决钢铁管状件和深孔件内壁的结合力和铜粉问题；目前报导或生产使用的碱性镀镍工艺，均使用浓度较高的氨水或含铵化合物，生产场地氨味浓厚，产生二次污染。此外，现有的碱性镀镍工艺存在不能有效解决镍阳极的溶解补充问题，生产时阳极上会生成大量绿色的镍胶状复合物使镀液混浊，堵塞过滤蕊孔并产生大量泡沫。碱性深孔镀镍工艺的阳极溶解问题对镀镍正常生产有重要影响，表现为：(1)使生产时阳极表面生产绿色胶状物，抑制了阳极溶解，使生产时镀液中镍离子浓度不断下降而影响了预镀质量；(2)阳极上生成的绿色胶状物会漂浮在镀液中使镀液产生混浊；(3)阳极上生成的绿色物，除了是氢氧化镍外还会生成胶体(例如NiOHCl)堵塞过滤蕊滤孔，使过滤发生困难，镀液中的沉淀物和胶体还会引起在打气生产时产生大量泡沫，甚至溢出槽外。目前，现有技术中未见对碱镍生产阳极控制溶解的研究报导；既能解决碱性深孔镀镍阳极的有效溶解问题并能一次性完成钢铁件(包括管状件和深孔件)的预镀的技术更尚未见有报道。
技术实现思路
基于此，本专利技术的目的在于，提供一种钢铁件碱性深孔镀镍添加剂、预镀液及预镀工艺，在满足电镀用户对生产成本和环境保护要求的前提下，解决钢铁基体在电镀光亮酸铜前的预镀层与基体的结合力问题；可以同时在制件表面和制件管壁、深孔处内壁一次性完成预镀，且在电流不能到达的管件和深孔件内壁亦化学镀上了致密的镍镀层，本专利技术采用不含氨的碱性深孔镀镍工艺，减少了二次污染，改善了生产环境，同时解决了镍阳极的溶解问题，使镀液镍离子浓度保持稳定，还克服了因阳极溶解不良而使镀液混浊，难以过滤和在空气搅拌时出现大量泡沫的难题。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种钢铁件碱性深孔镀镍添加剂，其特征在于包括：开缸剂和深孔剂，所述开缸剂由以下物质组成：(1)可与镍离子形成络合物的弱碱性络合剂；(2)醇类化合物；(3)添加剂A，选自丙炔基磺酸钠、丁炔二醇乙氧基醚、丙炔醇乙氧基醚、吡啶鎓羟丙磺基甜菜碱中的一种至三种；(4)阴离子表面活性剂；(5)氯化物；(6)氟化物；(7)醛类化合物；(8)碱类化合物；(9)磷酸盐化合物；(10)硼酸和/或硼酸盐化合物；所述深孔剂由以下物质组成：(1)磷酸盐化合物；(2)碱类化合物；(3)氯化物；(4)醛类化合物；(5)添加剂B，选自吡啶鎓羟丙磺基甜菜碱、丙炔醇乙氧基醚、丙炔基磺酸钠中一种至两种。进一步地，所述开缸剂中，(1)可与镍离子形成络合物的弱碱性络合剂，选自焦磷酸盐、酒石酸盐、柠檬酸盐、乙二胺四乙酸盐、氨三乙酸盐、三乙醇胺中的一种至四种；(2)醇类化合物，选自乙醇、甲醇、丙三醇中的一种至两种；(4)阴离子表面活性剂选自羟乙基磺酸钠、丁二酸二己酯磺酸钠、十二烷基硫酸钠中的一种至两种；(5)氯化物选自氯化钠、氯化钾中的一种至两种；(6)氟化物选自氟化钾、氟化钠、氟化氢钾中的一种至两种；(7)醛类化合物选自甲醛、乙醛、水合氯醛中的一种至两种；(8)碱类化合物选自氢氧化钠、氢氧化钾中的一种至两种；(9)磷酸盐化合物选自磷酸氢二钠、磷酸三钠中的一种至两种；(10)所述硼酸和/或硼酸盐化合物选自硼酸、硼砂中的一种至两种。进一步地，所述深孔剂中，(1)磷酸盐化合物选自次磷酸钠、磷酸氢二钠、磷酸三钠中的一种至两种；(2)碱类化合物选自氢氧化钠、氢氧化钾中的一种至两种；(3)氯化物选自氯化钠、氯化钾中的一种至两种；(4)醛类化合物选自甲醛、乙醛、水合氯醛中的一种至两种。作为一种优选方式，在每升开缸剂水溶液中各组分重量为：弱碱性络合剂265-540克，醇类化合物1-15克，添加剂A0.03-0.55克，阴离子表面活性剂0.05-2.01克，氯化物2-21克，氟化物2-15克，醛类化合物0.3-1.5克，碱类化合物50-80克，磷酸盐化合物10-40克，硼酸和/或硼酸盐化合物7-22克。进一步地，在每升开缸剂水溶液中各组分重量为：焦磷酸钾100-150克，酒石酸钾钠150-200克，柠檬酸钠10-30克，乙二胺四乙酸二钠8-20克，氨三乙酸钠10-30克，三乙醇胺5-15克，乙醇1-5克，丙炔醇乙氧基醚0.03-0.1克，吡啶鎓羟丙磺基甜菜碱0.1-1.0克，羟乙基磺酸钠0.5-1.0克，十二烷基硫酸钠0.005-0.01克，氯化钾3-20克，氟化钾2-15克，甲醛0.5-1.0克，氢氧化钾50-80克，磷酸氢二钠20-40克，硼酸10-20克。作为一种实施方式，在每升深孔剂水溶液中各组分重量为：磷酸盐化合物270-480克，碱类化合物7-25克，氯化物6-15克，醛类化合物0.1-1克，添加剂B0.03-3.2克。进一步地，在每升深孔剂水溶液中各组分重量为：次磷酸钠250-400克，磷酸氢二钠20-50克，氢氧化钾5-15克，氯化钾8-15克，甲醛0.5-1克，吡啶鎓羟丙磺基甜菜碱0.3-3克，丙炔醇乙氧基醚0.03-0.2克，余量为水。本专利技术还提供一种钢铁件碱性深孔镀镍预镀液，其特征在于：包括七水硫酸镍和权利要求1-7任一所述的钢铁件碱性深孔镀镍添加剂，其中，含七水硫酸镍15-35g/L，开缸剂200-250g/L，深孔剂15-30g/L，钢铁件碱性深孔镀镍预镀液的pH值为8.5-10.0。本专利技术在碱性介质和镍盐组成的溶液中，加入本专利技术的镀镍添加剂开缸剂和深孔剂，利用镀镍添加剂对镍离子的稳定结合，在阴极和阳极上的极化和选择性吸附作用，使镀层能均匀本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钢铁件碱性深孔镀镍添加剂，其特征在于包括：开缸剂和深孔剂，所述开缸剂由以下物质组成：(1)可与镍离子形成络合物的弱碱性络合剂；(2)醇类化合物；(3)添加剂A，选自丙炔基磺酸钠、丁炔二醇乙氧基醚、丙炔醇乙氧基醚、吡啶鎓羟丙磺基甜菜碱中的一种至三种；(4)阴离子表面活性剂；(5)氯化物；(6)氟化物；(7)醛类化合物；(8)碱类化合物；(9)磷酸盐化合物；(10)硼酸和/或硼酸盐化合物；所述深孔剂由以下物质组成：(1)磷酸盐化合物；(2)碱类化合物；(3)氯化物；(4)醛类化合物；(5)添加剂B，选自吡啶鎓羟丙磺基甜菜碱、丙炔醇乙氧基醚、丙炔基磺酸钠中一种至两种。

【技术特征摘要】
1.一种钢铁件碱性深孔镀镍添加剂，其特征在于包括：开缸剂和深孔剂，所述开缸剂由以下物质组成：(1)可与镍离子形成络合物的弱碱性络合剂；(2)醇类化合物；(3)添加剂A，选自丙炔基磺酸钠、丁炔二醇乙氧基醚、丙炔醇乙氧基醚、吡啶鎓羟丙磺基甜菜碱中的一种至三种；(4)阴离子表面活性剂；(5)氯化物；(6)氟化物；(7)醛类化合物；(8)碱类化合物；(9)磷酸盐化合物；(10)硼酸和/或硼酸盐化合物；所述深孔剂由以下物质组成：(1)磷酸盐化合物；(2)碱类化合物；(3)氯化物；(4)醛类化合物；(5)添加剂B，选自吡啶鎓羟丙磺基甜菜碱、丙炔醇乙氧基醚、丙炔基磺酸钠中一种至两种。2.根据权利要求1所述的钢铁件碱性深孔镀镍添加剂，其特征在于：所述开缸剂中，(1)可与镍离子形成络合物的弱碱性络合剂，选自焦磷酸盐、酒石酸盐、柠檬酸盐、乙二胺四乙酸盐、氨三乙酸盐、三乙醇胺中的一种至四种；(2)醇类化合物，选自乙醇、甲醇、丙三醇中的一种至两种；(4)阴离子表面活性剂选自羟乙基磺酸钠、丁二酸二己酯磺酸钠、十二烷基硫酸钠中的一种至两种；(5)氯化物选自氯化钠、氯化钾中的一种至两种；(6)氟化物选自氟化钾、氟化钠、氟化氢钾中的一种至两种；(7)醛类化合物选自甲醛、乙醛、水合氯醛中的一种至两种；(8)碱类化合物选自氢氧化钠、氢氧化钾中的一种至两种；(9)磷酸盐化合物选自磷酸氢二钠、磷酸三钠中的一种至两种；(10)所述硼酸和/或硼酸盐化合物选自硼酸、硼砂中的一种至两种。3.根据权利要求2所述的钢铁件碱性深孔镀镍添加剂，其特征在于：所述深孔剂中，(1)磷酸盐化合物选自次磷酸钠、磷酸氢二钠、磷酸三钠中的一种至两种；(2)碱类化合物选自氢氧化钠、氢氧化钾中的一种至两种；(3)氯化物选自氯化钠、氯化钾中的一种至两种；(4)醛类化合物选自甲醛、乙醛、水合氯醛中的一种至两种。4.根据权利要求1所述的钢铁件碱性深孔镀镍添加剂，其特征在于：在每升开缸剂水溶液中各组分重量为：弱碱性络合剂265-540克，醇类化合物1-15克，添加剂A0.03-0.55克，阴离子表面活性剂0.05-2.01克，氯化物2-21克，氟化物2-15克，醛类化合物0.3-1.5克，碱类化合物50-80克，磷酸盐化合物10-40克，硼酸和/或硼酸盐化合物7-22克。5.根据权利要求4所述的钢铁件碱性深孔镀镍...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁彪，梁国柱，
申请(专利权)人：广州市华番盛化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44