化学镀镍钨磷镀液及采用该镀液的化学镀方法技术

本发明专利技术公开了一种化学镀镍钨磷镀液及采用该镀液的化学镀方法，该镍钨磷镀液采用二氧化碲、酒石酸锑钾与糖精钠作为复合光亮剂，多硫化物、碘酸钾和硫氰酸钠作为复合稳定剂，柠檬酸钠、乳酸和三乙醇胺作为复合络合剂，壬基酚聚氧乙烯醚与十二烷基硫酸钠作为复合防针孔剂，还包含所必须的主盐和还原剂。本发明专利技术提供的镍钨磷镀液和化学镀方法解决了镀液稳定性差、镀层有缺陷以及镀层硬度低和耐腐蚀性差的问题。的问题。的问题。

【技术实现步骤摘要】
化学镀镍钨磷镀液及采用该镀液的化学镀方法


[0001]本专利技术涉及化学镀领域，具体是一种化学镀镍钨磷镀液及采用该镀液的化学镀方法。

技术介绍

[0002]化学镀镍钨磷技术是在镍磷化学镀技术的基础上发展而来的，钨元素的加入能够改善在施镀过程中产生的镀层缺陷，从而增强对基体的保护效果。在化学镀镍钨磷配方中，络合剂、稳定剂、光亮剂和防针孔剂的选择是十分重要的，其能够直接影响镀液以及镀层的物理性能和化学性能。
[0003]在化学镀镍钨磷镀液中添加络合剂不但能起到控制游离离子浓度的作用，还可以有效影响镀层中磷含量和镀层的稳定性。现已公开的化学镀镍钨磷镀液中，络合剂一般选用柠檬酸钠，有的加入葡萄糖酸钠、乳酸钠等作为辅助络合剂。但是镀液的稳定性性能仍有待提高。例如专利技术专利(申请号：CN200810064719.6)采用柠檬酸钠作为单一络合剂，镀液稳定性较差。其另外采用添加氟化氢铵的方法在基体表面形成一层氟化物保护膜以提高镀层稳定性，但是含氟物质污染环境，并不是最优的解决方案。
[0004]此外，镀液的稳定性能还与添加的稳定剂组分相关。在现已公开的技术方案中，稳定剂常使用硫脲、碘酸盐，或者两者共用作为复合稳定剂。或者另外添加强还原剂以增加镀液的使用寿命。专利技术专利（申请号：CN201710261744.2）公开了一种在化学镀镍钨磷镀液中添加二甲基胺硼烷的方法，以减少亚磷酸根离子的累积速度而延长镀液的使用寿命。但是二甲基胺硼烷毒性大，不具有环境友好性，且反应过程较为剧烈，难以控制，存在着潜在的危害。
[0005]传统无机光亮剂中因为含有镉、铅等有毒金属元素，已经被市场所淘汰。因此开发高效且环保的新型无机光亮剂是研究热点。此外，复合光亮剂相比于单一光亮剂，更有助于增加镀层的细致程度和光泽均匀度。但是复合光亮剂的组成配比与经济性问题的协调也是目前实际应用中的一大难点。另外，镀层的硬度、耐腐蚀性能与镀层孔隙率直接相关，在镀液中添加防针孔剂可以有效降低镀层的孔隙率。专利技术专利（申请号：CN200810059696.X）中公开了一种在镀液中添加十二烷基硫酸钠以减低孔隙率，提升镀层光滑性和致密性的技术方案，但其并未就镀层表观裂纹情况进行微观表征，并且镀层的耐腐蚀性能仍有待提高。
[0006]可见，目前现有的化学镀镍钨磷镀液仍存在稳定性差的问题，且所形成的镀层存在硬度低、耐腐蚀性差的缺陷。此外，化学镀镍钨磷技术的环境友好性与镀层性能优异性的兼具也是目前急需解决的一个问题。

技术实现思路

[0007]鉴于以上所述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种化学镀镍钨磷镀液及采用该镀液的化学镀方法，采用该镀液和化学镀方法获得的镀层无裂纹、硬度高、防腐性能优异，且具有较高的沉积速率。
[0008]为实现上述目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供一种化学镀镍钨磷镀液，所述镀液包括至少一种可溶性镍盐，其浓度范围为10
‑
25g/L；至少一种可溶性钨酸盐，其浓度范围为20
‑
42g/L；作为还原剂和提供磷源的次亚磷酸盐，其浓度范围为25
‑
40g/L；复合光亮剂，由1
‑
9mg/L二氧化碲、5
‑
12mg/L酒石酸锑钾与10
‑
50mg/L糖精钠组成；复合防针孔剂，由3
‑
10mg/L壬基酚聚氧乙烯醚与15
‑
30mg/L十二烷基硫酸钠组成；复合稳定剂，由1
‑
5mg/L多硫化物、6
‑
12mg/L碘酸钾和3.5
‑
7mg/L硫氰酸钠组成；复合络合剂，由15
‑
40g/L柠檬酸钠、12
‑
20g/L乳酸和0.1
‑
0.5g/L三乙醇胺组成。
[0009]为了使镀液保持稳定的状态，采用由柠檬酸钠、乳酸和三乙醇胺组成的复合络合剂，以控制镀液中游离的金属粒子浓度在理想范围内。所述复合络合剂的优选浓度为柠檬酸钠17
‑
29g/L、乳酸14
‑
18g/L和三乙醇胺0.1
‑
0.4g/L。同时，为了排除在施镀过程中一些操作因素导致的镀液自发分解情况，采用由多硫化物、碘酸钾和硫氰酸钠组成的复合稳定剂进一步维持镀液稳定性。多硫化物能够与镀液中的微粒吸附从而抑制镍钨磷共沉积反应在这些具有很强表面活性的微粒上发生，从而抑制镀液的自发分解，其中所述的多硫化物优选异硫脲丙磺酸内盐。所述复合稳定剂的优选浓度为多硫化物1.5
‑
4mg/L、碘酸钾6.5
‑
11mg/L和硫氰酸钠3.6
‑
5.5mg/L。所述复合络合剂和复合稳定剂的协同使用能够使镀液的沉积速度保持18
‑
20μm/H的同时，镀液稳定在8个周期以上。
[0010]复合防针孔剂的添加能够有效降低镀层的孔隙率，以得到微观无裂纹的镀层。所述复合防针孔剂的优选浓度为壬基酚聚氧乙烯醚3.5
‑
8mg/L和十二烷基硫酸钠15.5
‑
17mg/L。同时，添加所述的复合光亮剂以改善镀层的均匀光泽度和细致度。该复合光亮剂的优选浓度为二氧化碲1
‑
6 mg/L，酒石酸锑钾5.5
‑
8.5mg/L和糖精钠12
‑
18mg/L。所述复合防针孔剂和复合光亮剂的协同使用能够显著改善镀层的表面状态，微观检测下无明显裂纹，具有良好光泽度。同时镀层硬度高达750HV0.1，通过热处理后，硬度进一步增加，可达到1000HV0.1以上。且展现出良好的抗腐蚀性，在经过CASS实验（铜盐加速醋酸盐雾试验）100小时后，镀层未出现被腐蚀现象。
[0011]其中，所述的可溶性镍盐用于提供镍离子，例如可选自氯化镍、硫酸镍、甲酸镍和乙酸镍中的一种或多种。优选方案为硫酸镍或氯化镍中的一种或两种同时使用。所述钨酸盐用于提供钨酸根离子，可从可溶性钨酸盐中选择，优选钨酸钠。作为还原剂以及提供磷源的次亚磷酸盐优选次亚磷酸钠。
[0012]由于在施镀过程中产生的氢离子会使镀液的pH值降低，因此根据需要，镀液中还可以包括缓冲剂，以维持镀液pH在一定的范围之间。缓冲剂可从弱酸及弱酸盐或者多元弱酸中选择，一种或多种同时使用，以构建合适且稳定的缓冲体系，包括但不限于醋酸铵、硼酸、碳酸钠或碳酸氢钠等。在本专利技术中优选12
‑
30 g/L的醋酸铵。
[0013]本专利技术还提供一种采用上述镍钨磷镀液的化学镀方法，所述化学镀方法包括以下步骤：提供需要镀覆的基体；配制镍钨磷镀液；调节所述镀液的pH范围为8
‑
10，优选pH范围为8
‑
8.5；将基体浸没到镍钨磷镀液中，加热所述镍钨磷镀液至85℃
‑
90℃之间；将所述镍钨磷镀液以18
‑
20μm/H的镀速镀覆到所述基体上。
[0014]所述需要镀覆的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种化学镀镍钨磷镀液，其特征在于，包括以下组分：至少一种可溶性镍盐，浓度为10
‑
25g/L；至少一种可溶性钨酸盐，浓度为20
‑
42g/L；次亚磷酸盐，浓度为25
‑
40g/L；复合光亮剂，由1
‑
9mg/L二氧化碲、5
‑
12mg/L酒石酸锑钾与10
‑
50mg/L糖精钠组成；复合防针孔剂，由3
‑
10mg/L壬基酚聚氧乙烯醚与15
‑
30mg/L十二烷基硫酸钠组成；复合稳定剂，由1
‑
5mg/L多硫化物、6
‑
12mg/L碘酸钾和3.5
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7mg/L硫氰酸钠组成；复合络合剂，由15
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40g/L柠檬酸钠、12
‑
20g/L乳酸和0.1
‑
0.5g/L三乙醇胺组成。2.根据权利要求1所述的化学镀镍钨磷镀液，其特征在于，所述多硫化物为异硫脲丙磺酸内盐。3.根据权利要求1所述的化学镀镍钨磷镀液，其特征在于，所述的可溶性镍盐选自硫酸镍和/或氯化镍。4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙华敏，赵东军，张翼，
申请(专利权)人：苏州市汉宜化学有限公司，
类型：发明
国别省市：