一种锌镍、镍钨电镀液及其制备方法和电镀方法技术

本发明专利技术涉及电镀领域，提供了一种锌镍、镍钨电镀液及其制备方法和电镀方法。该锌镍、镍钨电镀液，每升电镀液中的原料包括硫酸镍10‑35g、氢氧化钠45‑70g、钨酸钠3‑12g、锌粉5‑12g、添加剂A 0.1‑1.5g、添加剂B 0.1‑0.8g，络合剂15‑50g，余量为去离子水。其电镀方法包括以纯铁板作为阳极，以待镀件作为阴极，将阳极和阴极插设于上述锌镍、镍钨电镀液中，先于第一电流密度下电镀，接着转化电流密度为高于第一电流密度的第二电流密度，进行电镀，获得锌镍/镍钨双层镀层。其可以一次性获得双层镀层，该双层镀层可以同时防止化学腐蚀、电化学腐蚀及物理磨损。

【技术实现步骤摘要】
一种锌镍、镍钨电镀液及其制备方法和电镀方法
本专利技术涉及电镀领域，具体而言，涉及一种锌镍、镍钨电镀液及其制备方法和电镀方法。
技术介绍
在石油机械
，随着石油天然气勘探开发的发展，油气开采面临的环境越来越恶劣及复杂化，既存在化学腐蚀和电化学腐蚀，又存在偏磨和疲劳问题，针对石油机械的表面处理工艺，目前还没有一种既能够防腐耐磨又兼具成本低廉的表面处理技术。随着石油资源的不断消耗，致使开采石油的环境越来越恶劣，对石油设备的耐腐蚀、耐摩擦性能要求也越来越高。因此，研制出一种防腐耐磨表面处理技术一直是本领域技术人员研究的课题。传统的表面处理技术主要是电镀铬、铜、锌、镍、镍基合金等技术，锌及锌镍合金镀层属于阳极性防护镀层，可以很好的防止电化学腐蚀，但是该类镀层在酸性介质中很快溶解，并且硬度很低，不具备耐磨性能；电镀铬镀层具有良好的耐磨性能和防腐性能，铬镀层在氯离子、硫化氢及酸性介质中耐腐蚀性能差；镍基合金(镍钴、镍磷、镍钨磷)具有良好的耐酸性和耐磨性能，但是镀层的应力大，抗疲劳性能差，镀层存在缺陷或者过疲劳出现微裂纹，容易加速基体钢材的腐蚀，容易造成穿孔问题。将传统工艺组合像铜/镍/铬、镍/铬多层镀层，具有防腐蚀、防磨、防电化学腐蚀的特性，传统工艺得到的多层镀层存在明显界线，结合力和抗疲劳性较差，在使用过程中镀层与镀层之间容易脱落，失去防护性能；以抽油杆为例，2000米井深的上部抽油杆会被拉长1米左右，并且在工作过程中抽油杆会存在不同程度的弯曲，因此限制了传统的多层镀层在此领域的应用。
技术实现思路
本专利技术的目的，例如包括提供一种锌镍、镍钨电镀液，其可以一次性获得双层镀层，该双层镀层可以同时防止化学腐蚀、电化学腐蚀及物理磨损。本专利技术的目的，还包括提供一种锌镍、镍钨电镀液的制备方法，该制备方法简单，容易实现。本专利技术的目的，还包括提供一种锌镍、镍钨电镀液的电镀方法，其可以一次性获得双层镀层，可以广泛用于金属工件的表面处理，特别适用于工件存在摩擦、腐蚀和机械疲劳的使用环境。本专利技术的实施例为实现上述至少一个目的，采用以下技术方案：一种锌镍、镍钨电镀液，每升电镀液中的原料包括硫酸镍10-35g、氢氧化钠45-70g、钨酸钠3-12g、锌粉5-12g、添加剂A0.1-1.5g、添加剂B0.1-0.8g，络合剂15-50g，余量为去离子水。一种锌镍、镍钨电镀液的制备方法，其包括将上述锌镍、镍钨电镀液的原料混合均匀。一种锌镍、镍钨电镀液的电镀方法，其包括以纯铁板作为阳极，以待镀件作为阴极，将阳极和阴极插设于上述锌镍、镍钨电镀液中，先于第一电流密度下电镀，接着转化电流密度为高于第一电流密度的第二电流密度，进行电镀，获得锌镍/镍钨双层镀层。本专利技术实施例的有益效果包括：本实施例通过将硫酸镍、钨酸钠和锌粉共同作为主盐，用于在阴极上沉积出锌镍电镀层和镍钨电镀层，同时配合特定的添加剂A、添加剂B和络合剂，能够使得该电镀液的稳定性好，相较于其他电镀液而言，可以一次性获得双层镀层，该双层镀层可以同时防止化学腐蚀、电化学腐蚀及物理磨损。本实施例提供的锌镍、镍钨电镀液的制备方法，该制备方法简单，容易实现。此外，本实施例提供的锌镍、镍钨电镀液的电镀方法，通过先在低电流密度下形成较薄的耐电化学腐蚀的锌镍镀层，接着于高电流密度下形成较厚的耐酸性和耐磨性能的镍钨镀层，镍钨镀层能够很好的保护锌镍镀层免受酸性介质的溶解，并且由于该镍钨镀层和锌镍镀层于同一电镀液中形成，双层镀层之间的结合力强，不存在明显界限，不容易脱落。该双层镀层可以同时防止化学腐蚀、电化学腐蚀及物理磨损，并且镀层与镀层之间的结合力优异。具体实施方式下面将结合实施例对本专利技术的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。下面对本专利技术实施例的锌镍、镍钨电镀液及其制备方法和电镀方法进行具体说明。一方面，本实施例提供了一种锌镍、镍钨电镀液，每升电镀液中的原料包括硫酸镍10-35g、氢氧化钠45-70g、钨酸钠3-12g、锌粉5-12g、添加剂A0.1-1.5g、添加剂B0.1-0.8g，络合剂15-50g，余量为去离子水。本实施例中，添加剂A包括但不限于吡啶丙氧基硫代甜菜碱与丙烯基磺酸钠，其中，吡啶丙氧基硫代甜菜碱与丙烯基磺酸钠的浓度比为1:1.5-2.5。添加剂B包括但不限于硒酸钠。络合剂包括但不限于10-30g的柠檬酸钠和5-15g的多聚磷酸及其盐、苹果酸及其盐、葡萄糖酸盐和焦磷酸盐中的至少一种。优选地，本实施例中的锌镍、镍钨电镀液，每升电镀液中的原料包括硫酸镍15-30g、氢氧化钠50-65g、钨酸钠5-10g、锌粉8-10g、添加剂A0.5-1g、添加剂B0.1-0.3g，络合剂25-40g，余量为去离子水。本实施例中的锌镍、镍钨电镀液将硫酸镍、钨酸钠和锌粉共同作为主盐，用于在阴极上沉积出锌镍电镀层和镍钨电镀层，由于本实施例中，硫酸镍要与钨酸钠沉积形成镍钨电镀层，同时还要与锌粉沉积形成锌镍电镀层，因此，本实施例中，硫酸镍的含量较大，每升电镀液中包括硫酸镍15-30g，其含量同时大于钨酸钠5-10g和锌粉8-10g，并且还大于两者的和。通过特定的含量的设置，能够保证锌镍电镀层和镍钨电镀层的沉积效果更佳。本实施例中，氢氧化钠作为导电盐，能够提高电镀液的电导率，而对放电金属离子不起络合作用，本实施例中，氢氧化钠的含量高，每升电镀液中含有氢氧化钠50-65g，其能够提高电镀液的分散能力，经专利技术人研究发现氢氧化钠50-65g/L能够最大限度的提升电镀液的分散能力，但是不会降低其他原料的溶解度，当氢氧化钠的含量较低时，电镀液分散能力欠佳，电镀液的深镀能力欠佳。而当氢氧化钠的含量过高时，会降低其他原料的溶解度，影响电镀液的性能。在电镀工艺中柠檬酸钠是一种极为重要的络合剂，它能稳定电镀液提高镀液的深镀能力和均镀能力更有细化晶粒提高镀层质量的作用。添加剂A在低电流密度区域更容易吸附于阴极，提高阴极的极化度，同时多聚磷酸、柠檬酸钠与镍离子的络合作用，提高了镍离子的析出电位，使得镀液中的偏锌酸根离子与镍离子的析出电位接近，在低电流密度区可以析出锌镍合金镀层，而镀液中钨酸根离子达不到析出电位从而无法析出；在高电流密度区，添加剂B优先吸附在阴极，添加剂B的存在阻碍了偏锌酸根离子在阴极的析出，此时的电位可以满足镍离子与钨酸根离子诱导共沉积，得到镍钨合金镀层。本实施例中，通过控制各个原料的含量，使得各个原料的相互配合相互协同效果更佳，电镀液的性能提升。第二方面，本实施例还提供一种锌镍、镍钨电镀液的制备方法，其包括将上述锌镍、镍钨电镀液的原料混合均匀。具体地，将氢氧化钠、锌粉和钨酸钠加部分去离子水搅拌至溶解获得第一溶液；将柠檬酸钠、络合剂与部分去离子水搅拌至溶解，然后加入硫酸镍，搅拌至溶解，获得第二溶液，将第二溶液与第一溶液混合，搅拌，接着加入添加剂A和添加剂B，用去离子水补足。本实施例中，通过控制原料的加入顺序，将柠檬酸钠、络合剂与部分去离子水搅拌至溶解，然后加入硫酸镍，搅拌至溶解，获得第二溶液，其中，柠檬酸钠也可以作为络本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锌镍、镍钨电镀液，其特征在于，每升电镀液中的原料包括硫酸镍10‑35g、氢氧化钠45‑70g、钨酸钠3‑12g、锌粉5‑12g、添加剂A 0.1‑1.5g、添加剂B 0.1‑0.8g，络合剂15‑50g，余量为去离子水；优选地，每升电镀液中的原料包括硫酸镍15‑30g、氢氧化钠50‑65g、钨酸钠5‑10g、锌粉8‑10g、添加剂A 0.5‑1g、添加剂B 0.1‑0.3g，络合剂25‑40g，余量为去离子水。

【技术特征摘要】
1.一种锌镍、镍钨电镀液，其特征在于，每升电镀液中的原料包括硫酸镍10-35g、氢氧化钠45-70g、钨酸钠3-12g、锌粉5-12g、添加剂A0.1-1.5g、添加剂B0.1-0.8g，络合剂15-50g，余量为去离子水；优选地，每升电镀液中的原料包括硫酸镍15-30g、氢氧化钠50-65g、钨酸钠5-10g、锌粉8-10g、添加剂A0.5-1g、添加剂B0.1-0.3g，络合剂25-40g，余量为去离子水。2.根据权利要求1所述的锌镍、镍钨电镀液，其特征在于，所述添加剂A包括吡啶丙氧基硫代甜菜碱与丙烯基磺酸钠，两者浓度比为1:1.5-2.5。3.根据权利要求1所述的锌镍、镍钨电镀液，其特征在于，所述添加剂B包括硒酸钠。4.根据权利要求1所述的锌镍、镍钨电镀液，其特征在于，所述络合剂包括10-30g的柠檬酸钠和5-15g的多聚磷酸。5.一种锌镍、镍钨电镀液的制备方法，其特征在于，其包括将如权利要求1-4任一项所述的锌镍、镍钨电镀液的原料混合均匀。6.根据权利要求5所述的锌镍、镍钨电镀液的制备方法，其特征在于，其包括将所述氢氧化钠、所述锌粉和所述钨酸钠加部分所述去离子水搅拌至溶解获得第一溶液；将所述络合剂与部分所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张喜庆，宋国江，张端光，王备战，静发勇，闫金鹏，宋峰涛，
申请(专利权)人：胜利油田胜机石油装备有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37