[发明专利]一种碱性电镀锌镍合金添加剂、电镀液及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电镀合金添加剂，特别涉及到一种碱性锌酸盐的锌镍合金添加剂及其电镀液和制备方法。

背景技术

传统锌镀层作为钢铁件防锈的方法已经不能满足现代对产品的要求，因此，各厂家已经开始研究锌基合金电镀产品，如锌镍合金、锌铁合金和锌钴合金等。从锌基合金对钢铁的防锈机理和实际的耐蚀性看，锌镍合金镀层的耐蚀性最好，且具有良好耐磨性和耐热性，能满足下游厂家对镀层的要求。

含镍6-20％的锌镍合金镀层耐蚀性比同等厚度的锌镀层高三倍以上，其中镍含量约13-16％的锌镍合金镀层具有最高的抗腐蚀性能，能达到锌镀层耐蚀性的五倍以上，锌镍合金镀层熔点高达750-800℃，适用于汽车发动机零部件电镀；不产生氢脆和晶须，可代替飞机零部件上的镉钛合金镀层。

锌镍合金镀液分为酸性和碱性两种体系，人们对酸性体系研究较多，其主要优点是电流效率高，沉积速度快，氢脆小，污水处理比较简单，容易得到高镍含量的合金镀层，但其镀液的分散能力差，不适合复杂零件的电镀，同时设备的腐蚀性较大。碱性锌酸盐电镀工艺镀液分散能力和深度能力好，镀层合金成分均匀，对设备和工件腐蚀小，工艺操作简单，溶液稳定，成本较低，可操作性强，因此引起国内外对此工艺的极大关注。

但是，国内对此工艺的研发还在初级阶段，当前大部分厂家都还在使用进口厂家的添加剂，价格较高，导致电镀成本也相对提高，因此在国内开发碱性锌酸盐型锌镍合金添加剂是发展趋势。中国专利CN1746337A公开了一种碱性锌酸盐镀液，该种镀液电流效率较低，镀液不容易控制，容易失衡，镀层镍含量不均匀，容易导致产品性能不一。

发明内容

本发明旨在提供一种碱性电镀锌镍合金添加剂、电镀液及制备方法，此碱性电镀锌镍合金添加剂具有镀层镍含量稳定、耐磨性、耐蚀性好，可焊性和机械加工性强的优点。通过控制镀液中锌、镍含量及使用合理的络合剂、光亮剂等方法，得到稳定的锌酸盐锌镍合金镀液，此镀液分散能力和深镀能力良好，且镀层合金分布均匀，镀层耐蚀性、耐磨性和耐热性能良好，生产操控和管理简便，废水处理容易，值得在厂家推广使用。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种碱性电镀锌镍合金添加剂，包括下列体积份比的组分：3.5-4.5份镍络合剂、6-8份的镍源、7-8.5份的锌络合剂、1.5-2.5份的光亮剂和0.2-0.3份的走位剂。

一种碱性电镀锌镍合金镀液，其组成为：

氧化锌10-11g/L；

氢氧化钠含量为100-130g/L；

镍源6-8ml/L；

镍络合剂3.5-4.5ml/L；

锌络合剂7-8.5ml/L；

光亮剂1.5-2.5ml/L；

走位剂0.2-0.3ml/L；

余量为水。

优选的，本专利涉及的碱性锌酸盐锌镍合金镀液，组成如下：：

氧化锌10-11g/L；

氢氧化钠含量为120g/L；

镍源7ml/L；

镍络合剂4ml/L；

锌络合剂8ml/L；

光亮剂2ml/L；

走位剂0.2ml/L；

余量为水。

上述添加剂及镀液中提及的镍源选自硫酸镍、碳酸镍、氨基磺酸镍、甲基磺酸镍、醋酸镍或草酸镍的溶液，优选硫酸镍或氨基磺酸镍溶液，主要原因是不产生对镀液有害的碳酸根等，并且价格低廉，容易购买。镍源中镍离子含量为60-70g/L。

上述添加剂及镀液中所述的镍络合剂为胺类、聚胺类、羧酸类化合物中的一类或多类混合物的水溶液。溶质浓度为250-540g/L。上述提及的胺类化合物可以选自乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、乙烯二胺、二乙烯三胺、亚胺基-二丙胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、六甲基二胺及其衍生物；而提及的聚胺类可以选自聚乙烯亚胺、聚丙烯胺，聚丁烯胺等。羧酸类化合物可以选自如柠檬酸、酒石酸、葡萄糖、α-羟基丁酸以及他们的钠、钾盐等。本发明提及的锌络合剂为胺类化合物的水溶液，可选自N-(2-羟乙基)-N，N′，N′-三乙基乙烯二胺、N，N′-二(2-羟乙基)-N，N′-二乙基乙烯二胺、N，N，N′，N′-四羟乙基乙烯二胺、N，N，N′，N′-四羟乙基丙烯二胺、N，N，N′，N′-四(2，3-二羟丙基)乙烯二胺、N，N，N′，N′-四(2-羟乙基)乙烯二胺中的一种配成水溶液即可，此水溶液中胺类化合物含量为700-850g/L，其主要作用是与锌离子络合，改变锌离子的极化电位，改善镀层结晶结构和维持镀层的合金成分。