[发明专利]一种在钢制基材表面无氰复合镀La-TiO

说明书

本发明提供了一种在钢制基材表面无氰复合镀La‑TiO₂‑Ag层的电镀方法，该电镀方法安全环保，制备工艺简单，La‑TiO₂‑Ag层表面平整光滑，镀层致密，组织成分均匀，镀层表面质量良好，呈现金属光泽，海因系电镀液镀层效果远高于同类无氰电镀液体系，镀液的稳定性搞，耐腐蚀性强，抗氧化性强，具有较好的抗菌杀菌性能。

技术领域

本发明属于电化学复合镀银技术领域，特别涉及一种新型无氰镀银电镀液及电镀工艺。

背景技术

银是具有白色光亮，属于可锻可塑性的金属，具有优良的导热性和电导率，在碱液和某些有机酸中十分稳定，而且银的价格和其它贵金属相比较为便宜。所以，金属以及非金属表面镀银已经被广泛应用于装饰品、餐具、医疗器械和电子制品等诸多领域中，镀银最早始于1800年，由英国伯明翰的Elkington兄弟提出，所使用的电镀液为碱性氰化物体系，由于氰化物具有极高的络合系数，使得氰化物镀银体系电镀液稳定性极高，且获得的镀层均匀致密，电镀过程简单，成本较低，但随着人们对环保意识的不断提高，人们迫切需要开发一种成熟的无氰镀银工艺来替代污染严重的氰化物镀银，这是也未来发展的主流方向，目前无氰镀银主要面临如下问题：（1）镀层性能不能满足工艺要求，尤其是工程性镀银，比起装饰性镀银有更多的要求，比如镀层结晶不如氰化物细腻平滑、或者镀层纯度不够、镀层中有机物有夹杂、导致硬度过高、电导率下降等，还有焊接性能下降等问题；（2）电流密度小，电沉积速度慢，不能用于镀厚银，更不要说用于高速镀银；（3）镀液稳定性问题，无论是碱性镀液还是酸性镀液或是中性镀液，不同程度的存在镀液稳定性问题，给管理和操作带来不便。同时令成本有所增加；（4）无氰镀银往往分散能力差，阴极电流密度低。

银化合物或银离子具有杀死或者抑制细菌、病毒、藻类和真菌繁殖的能力，而二氧化钛具有极强的光催化性能，锐钛型的氧化钛在自然光光照8小时，就能将有害甲醛分解30%，且在紫外线下，能有效的降解和消除有机污染物，因此广泛用于废水处理，环境保护，对于氧化钛杀菌而言，东京大学工学部的腾岛昭教授等证明TiO₂对绿脓杆菌、大肠杆菌及金黄色葡萄球菌等有很强的杀菌能力，因此目前也出现了大量关于Ag-TiO₂涂层的医疗器械，但结合力和涂层效果均较差。

此外，对于稀土金属而言，稀土元素独特的4f层电子结构,使其具有特殊的物理化学性质，近年来，稀土元素作为添加剂经常应用于电镀领域以期改善镀层质量，如提高了镀液的稳定性，加快了反应的电积速度，增强镀层与基体的结合力，致密性提高，且表面更加均匀平整，镀层的耐腐蚀性能显著提高。

发明内容

基于上述现有技术出现的一些问题，本发明提出了一种在钢制基材表面无氰复合镀La-TiO₂-Ag层的电镀方法，该电镀安全环保，制备工艺简单，获得电镀层均匀，致密，耐腐蚀性强，抗氧化性强，具有较好的抗菌杀菌性能。

本发明提供的钢制基材表面无氰复合镀La-TiO₂-Ag层的电镀方法，包括如下步骤：（1）对钢制基材进行预处理；（2）对处理后的钢制基材表面进行化学镀银；（3）对含有银镀层的钢制基材表面电镀La-TiO₂-Ag镀层；（4）后处理。

其中（1）预处理依次包括：磨光，除油，酸化，活化步骤，其中磨光为采用磨光机对工件进行磨光处理，磨带速度为0.5-1m/s，磨料为200-280目的氧化铝、碳化硅或氧化锆中的一种或多种混合物，除油为采用碳酸钠、磷酸钠、硅酸钠、乳化剂组成的碱性除油剂，除油温度60-65^oC，酸化为使用20-40wt..%的混酸除去表面残余碱液和多余氧化物，混酸包括氢氟酸和硝酸，体积比为0.5:1-1.5，活化步骤为使用体积比为1:2的HCl和H₂SO₄组成的5~8wt..%混酸进行活化，活化过程中包括搅拌、超声辅助步骤，待有气泡产生30s后，停止活化，去离子水洗涤。