一种锌镍合金的电镀工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种锌‑镍合金的电镀工艺，其采用的镀液组成为：氯化锌90‑110g/L，氯化镍110‑130g/L，氯化钾140‑160g/L，氯化铵80‑100g/L，硼酸25‑30g/L，十二烷基磺酸钠0.03‑0.06g/L，胡椒醛和OP‑15混合物0.8‑1.2g/L，胡椒醛与OP‑15质量比为1:(3‑5)，电镀条件为：电流密度Dk 2A/dm2，温度20‑30℃，pH值为4.5‑5.5。在该条件下，得到的镀层镍含量为13％左右，镀层外观细致均匀，与基体结合力强，并且耐腐蚀性能好，氢脆性能符合ASTM标准。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电镀
，尤其涉及一种锌镍合金的电镀工艺。
技术介绍
随着现代工业和科学技术的迅速发展，对材料表面的性能也提出了越来越高的质量要求，从而对防护镀层的质量要求也越来越高。飞机高强度钢的防护多采用松孔镀铬或铬-钛合金镀层，以防止氢脆现象发生，并提高其耐腐蚀性能。但是镀铬在电镀工艺中对环境污染严重。上世纪七十年代开始，日本和其他一些国家为了提髙钢板的耐蚀性能，大量研究了钢基体上电镀锌镍合金的工艺。电镀溶液多采用简单盐溶液，如硫酸盐或氯化物，可以加入适量缓冲剂以维持稳定的pH值(如硼酸、醋酸、醋酸盐、柠檬酸盐等)，镀液pH较低，使用温度较高(40-60℃),这样可以使用较高的电流密度(Dk＝5-50A/dm2),使生产效率大大提高。Atsuyoshi等人发表了在钢带上电镀锌镍合金的专利，镀层中镍含量为13.2-13.8％。锌镍合金电镀液的类型主要有以下几种：硫酸盐型、氯化物型、硫酸盐-氯化物型、焦磷酸盐型、氰化物型、醋酸盐型、氨基磺酸盐型。其中，氰化物镀液由于氰化物有剧毒，现在基本上已经不用了。焦磷酸盐镀液由于焦磷酸盐的溶解度较小，容易分解，故而常常需要在较高的温度下电镀，该体系镀液的pH值为8-10，它是碱性溶液，锌在该溶液中的自溶解速度较酸性溶液小，因此，锌阳极溶解比较正常，这是焦磷酸盐镀液的优点。氨基磺酸盐链液主要由硫酸锌和氨基磺酸镍组成，氨基磺酸盐能降低镀层的内应力，并且这种体系可以采用较大的阴极电流密度，所以可用来电镀较厚的锌-镍合金镀层。但是，氨基磺酸盐价格较高，使其推广受到限制。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种锌-镍合金的电镀工艺，能够减少氢脆现象发生，并提高其耐腐蚀性能。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一种锌-镍合金的电镀工艺，其采用的镀液组成为：氯化锌90-110g/L，氯化镍110-130g/L，氯化钾140-160g/L，氯化铵80-100g/L，硼酸25-30g/L，十二烷基磺酸钠0.03-0.06g/L，胡椒醛和OP-15混合物0.8-1.2g/L，胡椒醛与OP-15质量比为1:(3-5)，电镀条件为：电流密度Dk2A/dm2，温度20-30℃，pH值为4.5-5.5。本专利技术的电镀工艺采用的镀液中，氯化锌和氯化镍向电解液中提供锌离子和镍离子，通过改变电镀槽液中的镍、锌离子的浓度比，可以控制镀层中锌和镍的含量比。专利技术人发现，镀层中镍含量随着氯化镍的增加而增加，而当镀液中氯化锌含量增加时，镀层中镍含量降低。在其他含量范围内，得到的镀层不能满足低氢脆性能的要求，只有将镀液控制在氯化锌90-110g/L，氯化镍110-130g/L时，其才满足氢脆性能。pH值主要靠硼酸进行缓冲，pH值过高或过低，都会使含镍量超出镀层的最佳范围。pH值太低，阴极氢大量析出，电流效率低，覆盖能力下降，光亮度下降同时内应力增大，氢脆危险增加，并且锌阳极自溶解速度加快，镀液中Zn2+浓度增加，使镀液成分不稳定。pH值太高，相液容易发生浑浊，造成镀层毛刺和粗糙等弊病。因此，电镀过程中必须严格控制镀液的pH值。本专利技术的镀液体系pH值调节在4.5～6.5，pH值在此范围内，镀层中镍含量的变化很小。温度对镀层组成的影响，是它对阴极极化、金属离子在阴极扩散层中的浓度、阴极电流效率等综合影响的结果。在锌-镍合金的共沉积中，镍的沉积速度比锌的沉积速度要慢，但随着温度的升高，反应速度加剧，镍在Zn(OH)2膜中的扩散速度也加快，使得镀层中的镍含量随温度升高而增加。但是温度较高时，电流密度增大，反而造成析氢严重，从而影响镀层外观和阴极电流效率。因此，为了得到满意的镀层，镀液温度应该控制在20-30℃。操作温度在30℃时，镀层中的镍含量可以达到13.85％,此时镀层表面细致光亮，当温度超过30℃时，镀层镍含量增加，镀层外观粗糙发暗，并且镀层的耐腐蚀性能超出最佳范围。优选的，氯化锌100g/L，氯化镍120g/L。优选的，操作温度为30℃，电流密度Dk2A/dm2。在该条件下，得到的镀层镍含量为13％左右，镀层外观细致均匀，与基体结合力强，并且耐腐蚀性能好，氢脆性能符合ASTM标准。本专利技术的电镀工艺制备得到的锌-镍合金，通过缺口延迟拉伸试验，其镀层氢脆负载时间超过260小时，其氢脆性能完全符合航空工业标准。具体实施方式下面通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。实施例1一种锌-镍合金的电镀工艺，其采用的镀液组成为：氯化锌100g/L，氯化镍120g/L，氯化钾140g/L，氯化铵80g/L，硼酸25g/L，十二烷基磺酸钠0.06g/L，胡椒醛和OP-15混合物1.2g/L，胡椒醛与OP-15质量比为1:4，电镀条件为：电流密度Dk2A/dm2，温度30℃，pH值为5.5。在该条件下，得到的镀层镍含量为13％左右，镀层外观细致均匀，与基体结合力强，并且耐腐蚀性能好，氢脆性能符合ASTM标准。实施例2一种锌-镍合金的电镀工艺，其采用的镀液组成为：氯化锌90g/L，氯化镍110g/L，氯化钾150g/L，氯化铵90g/L，硼酸28g/L，十二烷基磺酸钠0.06g/L，胡椒醛和OP-15混合物1.1g/L，胡椒醛与OP-15质量比为1:3，电镀条件为：电流密度Dk2A/dm2，温度20℃，pH值为4.5。在该条件下，得到的镀层镍含量为13％左右，镀层外观细致均匀，与基体结合力强，并且耐腐蚀性能好，氢脆性能符合ASTM标准。实施例3一种锌-镍合金的电镀工艺，其采用的镀液组成为：氯化锌110g/L，氯化镍130g/L，氯化钾160g/L，氯化铵80g/L，硼酸30g/L，十二烷基磺酸钠0.03g/L，胡椒醛和OP-15混合物0.8/L，胡椒醛与OP-15质量比为1:5，电镀条件为：电流密度Dk2A/dm2，温度25℃，pH值为5.5。在该条件下，得到的镀层镍含量为13％左右，镀层外观细致均匀，与基体结合力强，并且耐腐蚀性能好，氢脆性能符合ASTM标准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锌‑镍合金的电镀工艺，其采用的镀液组成为：氯化锌90‑110g/L，氯化镍110‑130g/L，氯化钾140‑160g/L，氯化铵80‑100g/L，硼酸25‑30g/L，十二烷基磺酸钠0.03‑0.06g/L，胡椒醛和OP‑15混合物0.8‑1.2g/L，胡椒醛与OP‑15质量比为1:(3‑5)，电镀条件为：电流密度Dk 2A/dm2，温度20‑30℃，pH值为4.5‑5.5。

【技术特征摘要】
1.一种锌-镍合金的电镀工艺，其采用的镀液组成为：氯化锌90-110g/L，氯化镍110-130g/L，氯化钾140-160g/L，氯化铵80-100g/L，硼酸25-30g/L，十二烷基磺酸钠0.03-0.06g/L，胡椒醛和OP-15混合物0.8-1.2g/L，胡椒醛与OP-15质量比为...

【专利技术属性】
技术研发人员：张达明，
申请(专利权)人：无锡市明盛强力风机有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32