一种海洋设施用Ni-Sn-P无针孔三元镀层镀液及其应用制造技术

本发明专利技术涉及一种镀液的制备方法，特别涉及一种海洋设施用Ni

【技术实现步骤摘要】
一种海洋设施用Ni
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Sn
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P无针孔三元镀层镀液及其应用


[0001]本专利技术涉及一种镀液的制备方法，特别涉及一种海洋设施用Ni
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Sn
‑
P无针孔三元镀层镀液及其应用，属于表面处理


技术介绍

[0002]化学镀Ni
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P作为新型材料发展速度极快，由于其具有厚度均匀、高硬度和高耐磨性以及优异的耐腐蚀性，已经广泛应用在工业领域。然而，镀镍层在潮湿大气或含硫环境中，容易受到氧化变暗，不仅会影响美观，而且还降低膜层的耐蚀性能和焊接性能，Ni
‑
P单金属镀层已很难适应特定领域的服役环境。已有研究表明,在Ni
‑
P镀层中加入少量Sn后,将提升合金镀层形成非晶能力，显著减小镀层的孔隙率,表现出较高的热力学稳定性，大大提高镀层的耐蚀性,达到优良的防腐效果。
[0003]此外，关于镍系Ni
‑
Sn
‑
P三元镀层的研究表明，Ni
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Sn
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P三元镀层在化工、机械、电子、航天、能源等工业领域的应用中均展现了比Ni
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P二元镀层更为优异的特性。
[0004]但是目前所有Ni
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Sn
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P三元镀中使用的还原剂仍是以次亚磷酸盐为主，如专利公告号为：CN 104561960B的专利技术专利，其公开了一种高稳定性镍锡磷化学镀液，镀液各组份及含量如下：每升镀液含六水合二氯化镍20～45g，次亚磷酸钠15～25g，甲烷磺酸锡微胶囊(Sn(CH3SO3)2@SiO2)，醋酸钠5～35g，醋酸6～35ml，络合剂3～10g，稳定剂4～15g，表面活性剂2～6g，余量为水。溶液的pH为4.0～5.0。以次亚磷酸盐为主的镀液，施镀完成后的废液中含有大量的磷酸等较难处理的物质，对废液的处理至今仍然是困绕化学镀发展的难题，而且存在镀液的稳定性差,操作条件苛刻,镀层含Sn、P量不高,镀速较慢等缺点。
[0005]以氯化镍为镍盐，在对某些容易被腐蚀的工件，如铝及铝合金和铁合金件化学镀时，因为氯离子的活性太高，会对工件形成腐蚀，对于施镀对象为用于海洋设施的合金钢或碳合金钢，因此不能使用氯化镍为镍盐；此外，以甲烷磺酸锡微胶囊(Sn(CH3SO3)2@SiO2)为锡盐进行化学镀处理，成本较高，不适用于大型海洋设施表面处理。
[0006]因此，需要一种新的Ni
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Sn
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P三元无针孔绿色镀层镀液以满足海洋设施耐蚀的要求。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种海洋设施用Ni
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Sn
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P无针孔三元镀层镀液，该镀液针对海洋设施的合金钢或碳合金钢进行施镀。
[0008]本专利技术还提供所述海洋设施用Ni
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Sn
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P无针孔三元镀层镀液应用于碳素钢基材表面实施化学镀的方法。
[0009]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0010]一种海洋设施用Ni
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Sn
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P无针孔三元镀层镀液，该镀液含有：
[0011]镍盐：7～9g/L，
[0012]锡盐：四氯化锡1g/L，
[0013]还原剂：18～22g/L，
[0014]络合剂：5～10g/L，
[0015]稳定剂：0.5～2.0mg/L，
[0016]表面活性剂：十二烷基硫酸钠0.3g/L，
[0017]溶剂为水；
[0018]pH值用缓冲剂调节至4.5～5.5。
[0019]该Ni
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Sn
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P无针孔三元镀层镀液的配方及制备工艺简单，成本低廉，绿色环保，施镀速率高效，镀层表面平整且光滑，表现出优异的耐中性盐雾能力，满足防腐性能要求，在海洋防腐领域具有较为广泛的应用前景。
[0020]本专利技术并不是以次亚磷酸盐为主，而是以四氯化锡为锡盐，以十二烷基硫酸钠为表面活性剂，通过控制镍盐硫酸镍、还原剂次亚磷酸钠、缓冲剂乙酸钠、络合剂柠檬酸钠、稳定剂硫代硫酸钠的用量，在90℃，pH＝4.5～5.5的条件下用正交法制备Ni
‑
Sn
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P三元镀层，并优化其制备工艺条件。经扫描电子显微镜观察表明，三元镀层表面致密无针孔。此外，本专利技术制得的三元镀层展现了优异的耐中性盐雾性能，可拓展其在海洋防腐领域的应用。
[0021]作为优选，该镀液含有：硫酸镍8g/L、四氯化锡1g/L、次亚磷酸钠22g/L、柠檬酸钠10g/L、乙酸钠6g/L、硫代硫酸钠1mg/L、十二烷基硫酸钠0.3g/L。
[0022]作为优选，镍盐选自硫酸镍、醋酸镍或次磷酸镍。
[0023]作为优选，还原剂选自次亚磷酸盐(NaH2PO2)、硼氢化物(NaBH4)、氨硼烷((CH3)2HNBH3)、吡啶硼烷(C5H8BN)、联氨(N2H4)甲醛(HCHO)中的一种或几种。
[0024]作为优选，络合剂选自乳酸、柠檬酸钠、甘氨酸、酒石酸钾钠、乙二醇或琥珀酸中的一种或几种。
[0025]作为优选，缓冲剂为强碱弱酸盐，如乙酸钠、硼砂、焦磷酸钾等。进一步的，缓冲剂是浓度为6～8g/L的乙酸钠。
[0026]作为优选，稳定剂选自碘化钾、乙酸铅、乙氧基
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a
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萘酚磺酸(ENSA)、硫脲或硫代硫酸钠等。
[0027]一种所述的镀液应用于碳素钢基材表面实施化学镀的方法，该方法包括如下步骤：
[0028](1)除锈：先用260#砂纸打磨除去表面浮锈，再依次用400#、600#、800#水磨砂纸打磨，表面过于光滑不利于施镀；
[0029](2)除油：为了避免影响镀层与试件的结合力，造成爆片、起泡现象以及污染镀液，造成镀液过早分解等问题，需要将试件上的油污除净；打磨后的试样用丙酮超声波清洗10min，再用无水乙醇清洗，除去表面的油污；
[0030](3)碱洗：将试样浸入温度为90℃混合溶液中20分钟，混合溶液含有NaOH20g/L、Na3CO
3 30g/L、Na3PO
4 25g/L，之后用90℃的蒸馏水冲洗、烘干；
[0031](4)酸洗：将除油后的试样浸入15wt％硫酸中超声2分钟除去表面氧化层，接着用蒸馏水冲洗、烘干；
[0032](5)活化：将酸洗后的试样置于室温下用5wt％硫酸溶液1min进行活化，除去试样在空气中氧化形成的极薄氧化膜，获得纯净的待镀表面；
[0033](6)施镀：将试件放入所述的Ni
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Sn
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P镀液中施镀1
‑
1.5小时，同时进行搅拌，温度
设置在90℃
±
5℃；施镀之后，将试件用蒸馏水洗净吹干即可。
[0034]与现有技术相比，本专利技术的有益效本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种海洋设施用Ni
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Sn
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P无针孔三元镀层镀液，其特征在于该镀液含有：镍盐：7～9g/L，锡盐：四氯化锡1g/L，还原剂：18～22g/L，络合剂：5～10g/L，稳定剂：0.5～2.0mg/L，表面活性剂：十二烷基硫酸钠0.3g/L，溶剂为水；pH值用缓冲剂调节至4.5～5.5。2.根据权利要求1所述的海洋设施用Ni
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Sn
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P无针孔三元镀层镀液，其特征在于：镍盐选自硫酸镍、醋酸镍或次磷酸镍。3.根据权利要求1所述的海洋设施用Ni
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Sn
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P无针孔三元镀层镀液，其特征在于：还原剂选自次亚磷酸盐(NaH2PO2)、硼氢化物(NaBH4)、氨硼烷((CH3)2HNBH3)、吡啶硼烷(C5H8BN)、联氨(N2H4)甲醛(HCHO)中的一种或几种。4.根据权利要求1所述的海洋设施用Ni
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Sn
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P无针孔三元镀层镀液，其特征在于：络合剂选自乳酸、柠檬酸钠、甘氨酸、酒石酸钾钠、乙二醇或琥珀酸中的一种或几种。5.根据权利要求1所述的海洋设施用Ni
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Sn
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P无针孔三元镀层镀液，其特征在于：缓冲剂为乙酸钠、硼砂、焦磷酸钾中的一种或几种。6.根据权利要求1所述的海洋设施用Ni
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Sn
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P无针孔三元镀层镀液，其特征在于：缓冲剂是浓度为6～8g/L的乙酸钠。7.根据权利要求1所述的海洋设施用Ni
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Sn
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【专利技术属性】
技术研发人员：卢芳芳，王海荣，叶贤槐，厉梁，季建，孙宝库，毛坤宇，陈拓，
申请(专利权)人：舟山市质量技术监督检测研究院，
类型：发明
国别省市：