[发明专利]一种全硫酸盐型三价铬电镀液的电镀方法

说明书

技术领域

本发明涉及电镀技术领域，尤其涉及一种全硫酸盐型三价铬电镀液的电镀方法。

背景技术

铬镀层因具有光亮、坚硬、抗变色、耐磨耐腐蚀性能良好等特点而在工业中应用极为广泛。长期以来镀铬工艺都是采用铬酸作为铬源的六价铬镀铬工艺。作为一种电镀工艺，六价铬电镀在技术上存在一些缺陷，如阴极效率极低；镀铬的分散和覆盖能力差；以及镀铬过程中不允许中间断电等等。更重要的是，六价铬是电镀工业中最严重、最难处理的污染源之一。

随着人们环保意识的增强，六价铬作为有害污染源在电镀工业中受到越来越严格的限制。世界卫生组织、美国、日本、欧洲等国家和地区对六价铬已经制定出严格的限制使用规定，如美国自1997年起将六价铬的排放标准由0.05mg/L改为0.01mg/L，并规定于2010年前禁止采用六价铬电镀工艺；欧洲议会和理事会颁布的《关于在电气电子设备中限制使用某些有害物质指令》也要求从2006年7月1日起，投放于市场的新电子和电气设备不得含有六价铬。而随着我国作为国际制造业中心地位的确立，我国的电镀业不仅要遵循国家环境保护法规关于六价铬排放的规定(Cr⁶⁺的排放不超过0.5mg/L)，还要面临国际商品交流中的绿色壁垒的挑战。

为了取代重污染的六价铬电镀，人们进行了许多研究，包括低浓度六价铬镀铬、合金代铬电镀和三价铬镀铬等。其中，三价铬镀铬工艺由于具有低毒、低污染等优点而在国外的发展很快，许多发达国家正逐步用三价铬镀铬工艺取代六价铬镀铬，国内近年来三价铬镀铬的研究也逐渐成为热点之一。

国内外三价铬镀铬的溶液体系繁多，主要有硫酸盐体系和氯化物体系，氯化物溶液体系三价铬镀液在电镀过程中阳极析出氯气难以回收处理，也会对环境造成污染；而采用硫酸盐溶液体系是一种清洁环保的生产工艺，具有极大的应用前景。但是，目前三价铬镀铬的方法普遍存在不能持续增厚的缺陷。例如中国专利CN1880512A公开了一种三价铬镀液体系，该电镀液用硫酸铬、硫酸钠、硼酸、硫酸铝、十二烷基硫酸钠、络合剂、稳定剂以一定比例构成，其余为水。其存在以下不足之处：一是采用静止镀液电镀，阴极附近pH升高过快，无法获得厚度超过5μm的镀层；二是镀液采用硫酸铝作为导电盐，由于其两性特点容易造成镀液稳定性差。

发明内容

本发明的目的在于提出一种全硫酸盐型三价铬电镀液的电镀方法，通过该方法能够获得超过30μm的具有实用价值的镀层。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种全硫酸盐型三价铬电镀液的电镀方法，其中所述三价铬电镀液的组成为：硫酸铬275-325g/L，硫酸钾100-120g/L，硫酸钠100-120g/L，硼酸90-110g/L，硼酸钠30-50g/L，柠檬酸钾0.25-0.35mol/L，酒石酸钠0.40-0.50mol/L，乙烯基二胺乙酸5-7g/L，邻苯甲酰磺酰亚胺2-3g/L,丙三醇0.5-1.5g/L，余量为水，所述的电镀方法为电镀液的pH值为2.0-2.8，温度为45-55℃，阴极电流密度为12-14A/dm²，电镀时间为25-35分钟。

优选，其中所述三价铬电镀液的组成为：硫酸铬300g/L，硫酸钾110g/L，硫酸钠110g/L，硼酸100g/L，硼酸钠40g/L，柠檬酸钾0.30mol/L，酒石酸钠0.45mol/L，乙烯基二胺乙酸6g/L，邻苯甲酰磺酰亚胺2.5g/L,丙三醇1.0g/L，余量为水，所述的电镀方法为电镀液的pH值为2.4，温度为50℃，阴极电流密度为13A/dm²，电镀时间为30分钟。

本发明具有如下有益效果：

1）优化了电镀液的组分，使其不含氯化物，除常规成分硫酸铬，导电盐硫酸钠和硫酸钾之外，特别确定了缓冲剂为硼酸、硼酸钠，络合剂为柠檬酸钾和酒石酸纳，以及选择了三种添加剂乙烯基二胺乙酸、邻苯甲酰磺酰亚胺和丙三醇，并在正交实验的基础上，优化了这几种组分的含量的选择，使其与基础镀液的硫酸铬、硫酸钠和硫酸钾之间达到协同作用技术效果，从而确保可获得较厚的镀层。

2）本发明的电镀方法也是针对电镀液成分进行了适当的调整，降低镀液的pH值，在较强的酸性环境中电镀，稍微提高电流密度，并适当延长电镀的时间，使得镀层增厚，可达30-40μm，并使镀层与基体的结合为冶金结合，并且镀层的外观及综合性能优异。

具体实施方式

实施例一