[发明专利]一种镍-钴-钛三元合金电镀光亮工艺

说明书

本发明提供了一种镍‑钴‑钛三元合金电镀光亮工艺，将工件进行前处理后，放入镍‑钴‑钛三元合金电镀液中进行电镀，然后将工件取出，得到表面镀有镍‑钴‑钛三元合金的工件，所述电镀液的组成成分包括二价镍盐、二价钴盐、四价钛盐、柠檬酸钠、辅助配位剂和缓冲剂。本发明仅通过一道电镀工序就达到保护和装饰铁基件的目的，减小场地占用面积、减少设备的使用，降低废水的排放和能源消耗。

技术领域

本发明涉及一种金属材料表面处理技术领域，具体地指一种镍-钴-钛三元合金电镀光亮工艺。

背景技术

传统的金属表面处理工艺中，钢铁件在经过电镀碱铜→酸铜→亮镍工序之后，还需镀上一层铬来达到保护及装饰基体的目的。铬镀层具有光亮、洁白的外观并有硬度高、耐磨、耐蚀、耐高温的特点。但是镀铬工艺因其对环境、水源、大气以及人体带来很大的不利影响，而且加之镀铬前又有其它三道工序，占用场地大、设备多，又会带来很大的废水排放和能源消耗。

钛是一种耐热性很好的银白色金属，密度为4.54g/cm³，熔点高达1668℃。在常温下对强酸强碱有优异的耐蚀性，甚至王水都不能腐蚀它。它还具有重量轻、强度高、抗氧化性强、耐低温的特点，被誉为“太空金属”。如将钛元素引入单一的或合金的镀层中，则得到的镀层在物理、化学性能上将会呈现各项性能的提升。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提供了一种镍-钴-钛三元合金电镀光亮工艺，仅通过一道电镀工序就达到保护和装饰铁基件的目的，减小场地占用面积、减少设备的使用，降低废水的排放和能源消耗。

本发明的三元合金中，镍是基础金属，很易电沉积出来，所占的百分质量比例在80％左右。钴与镍的性质类似，很易单独或与镍在阴极上电化学共沉积，由于钛与镍、钴的电化学基本氧化-还原电极电势相差较大，钛较难沉积，如：

可以看出，Ni²⁺、Co²⁺较易在水溶液中单独于电极上沉积出来；而Ti⁴⁺还原为Ti是需分三步进行的，在还原为Ti²⁺时，最低须达到-2V、Ti²⁺还原为Ti时最低需达-1.68V，这在实际上是很困难达到的，因此不能单独沉积出来的。然而，在本发明的镀液中，由于Ni²⁺、Co²⁺的存在，可以对Ti⁴⁺进行“诱导沉积”，可以较容易地以合金的形式共沉积出来，于是形成了NiCoTi三元合金镀层，这就是电化学理论上的“诱导共沉积”。

本发明电镀液中采用柠檬酸钠作为主配位剂的，以期对Ni²⁺、Co²⁺、Ti⁴⁺进行配位络合作用。主配位剂若与Ni²⁺配合形成HL^3-阴离子络合物，则稳定常数为5.11，若形成L^3-阴离子络合物，则稳定常数为14.3；若与Co²⁺形成HL^3-阴离子络合物，则稳定常数为4.8、若形成L^3-阴离子络合物，则稳定常数为12.5。而柠檬酸根仅与一价的Ti⁺进行配位，且只生成HL^3-形式的络合物，稳定常数也只有1.04，可忽略不计。因此本发明采用一种辅助配位剂，以期对Ti⁴⁺进行配位络合。

本发明的技术方案是：一种镍-钴-钛三元合金电镀光亮工艺，将工件进行前处理后，放入镍-钴-钛三元合金电镀液中进行电镀，然后将工件取出，得到表面镀有镍-钴-钛三元合金的工件，所述电镀液的组成成分包括二价镍盐、二价钴盐、四价钛盐、柠檬酸钠、辅助配位剂和缓冲剂；

所述辅助配位剂为含有如下结构的物质

，其中R为氨基或亚胺基。