[发明专利]化学镀多功能镍-锡-磷合金镀液及其镀层

说明书

技术领域

本发明属于化学镀液领域，具体涉及一种化学镀多功能镍-锡-磷合金镀液及其镀层。

背景技术

无电解镀镍，镀层在镍盐水溶液中沉积，而不需要电流，操作方便；可以在不同形状的金属或非金属材料表面沉积：镀层为非晶体结构、致密无孔隙率、耐腐蚀、耐磨、非磁性；而且具有良好的装饰效果。在电子工业、汽车工业、航天航空、石油化工等工业得到广泛应用。因此，一个世纪以来一直是防腐工业，学者专家研究的热门课题。而且研制稳定性好，沉积速度快的镀液和高耐蚀、高耐磨、致密无孔、装饰性好的镀层一直是人们努力的方向。

中国专利CN1317596A公开了一种自催化镍-锡-磷合金镀液及其镀层，由以下组分构成：

它的不足之处在于含有重金属Pb和Cd，不符合国内外环境保护的发展趋势；Sn⁴⁺含量相对不高，延展性相对较低，腐蚀电位较正，耐硫化氢和氯化物、二氧化碳腐蚀有待继续提高。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种化学镀多功能镍-锡-磷合金镀液，无需添加重金属，价格相对便宜，镀液具有很高的稳定性，沉积速度提高；本发明还提供其镀层，延展性大幅提高，提高镀层对硫化氢和氯化物的耐腐蚀性。

本发明所述的化学镀多功能镍-锡-磷合金镀液，由以下组分组成：

其中：

SnCl₄·3H₂O优选为0.19-0.26mol/L。

复合羧酸络合剂由羟基丙酸(C₃H₆O₃)、丙酸(C₂H₅COOH)、羟基丁二酸(C₄H₆O₆)、2-羟基丙烷-1,2,3-三羧酸或其钾盐、钠盐或钾钠盐复合物中的几种复合而成，即复合羧酸络合剂由羟基丙酸、丙酸、羟基丁二酸、2-羟基丙烷-1,2,3-三羧酸或前面所述的这些物质的钾盐、钠盐或钾钠盐复合物中的几种复合而成，其中2-羟基丙烷-1,2,3-三羧酸优选为2-羟基丙烷-1,2,3-三乙酸。

其中：复合羧酸络合剂组成优选为：

其中：羟基丙酸+羟基丁二酸为羟基丙酸和羟基丁二酸以任意比例混合，2-羟基丙烷-1,2,3-三羧酸钠盐优选为2-羟基丙烷-1,2,3-三乙酸钠盐。

通过采用此复合羧酸络合剂，有效提高了络合剂的络合能力和对镀液的管控能力。

氨基催化络合剂为氨基乙酸、α-氨基丙酸、α-氨基丁二酸、β-氨基丙酸、氨基二乙酸、乙二胺四乙酸、乙二胺二乙酸或羟乙基乙二胺三乙酸中的一种或几种。

其中：氨基催化络合剂优选由以下组分组成：

氨基乙酸   0.002-0.01mol/L，

α-氨基丙酸   0.008-0.02mol/L，

α-氨基丁二酸   0.005-0.008mol/L。

本发明提供了一种化学镀多功能镍-锡-磷合金镀液，增大了SnCl₄·3H₂O的用量，SnCl₄·3H₂O用量的提高可以带来以下效果：与复合羧酸络合剂、氨基催化络合剂合理配置，很好地解决了镀液的镀速问题，游离的Sn⁴⁺代替重金属，提高了镀液的稳定性，使镀液无需Pb、Cd重金属就能具有很好的稳定性；带来延展性的大幅提高，本发明所述的镀层延展性提高到11％-18％；可改变金属表面工程材料的性能，提高金属材料的适用范围，同时提高镀层对硫化氢和氯化物、二氧化碳的耐腐蚀性；提高导电率，使用该镀液制备的隐形材料能力有所提高；增加非磁性，适用于飞机、军舰等兵器设备上，具有很好的磁屏蔽效果；Sn⁴⁺的含量高，使本镀液得到的镀层膨胀系数变大，焊接性能更好，能够与基体材料更好的贴合，且压应力提高，镀层不易脱落。在现有技术所给的镀液中增加SnCl₄·3H₂O的用量，会导致反应终止，而本发明通过选择合适的复合羧酸络合剂和氨基催化络合剂，实现了SnCl₄·3H₂O含量的提高。

氨基催化络合剂优选由以下组分组成：

氨基乙酸   0.005mol/L，

α-氨基丙酸   0.018mol/L，