[发明专利]钢铁件碱性深孔镀镍添加剂、预镀液及预镀工艺

说明书

本发明涉及一种钢铁件碱性深孔镀镍添加剂、预镀液及预镀工艺。钢铁件碱性深孔镀镍添加剂包括开缸剂和深孔剂，所述开缸剂由以下物质组成：弱碱性络合剂、醇类化合物、添加剂A、阴离子表面活性剂、氯化物、氟化物、醛类化合物、碱类化合物、磷酸盐化合物、硼酸和/或硼酸盐化合物；所述深孔剂由以下物质组成：磷酸盐化合物、碱类化合物、氯化物、醛类化合物、添加剂B。预镀液包括七水硫酸镍和上述镀镍添加剂，其中，含七水硫酸镍15‑35g/L，开缸剂200‑250g/L，深孔剂15‑30g/L，钢铁件碱性深孔镀镍预镀液的pH值为8.5‑10.0。本发明可以同时在制件表面和制件管壁、深孔处内壁一次性完成预镀，且同时解决镍阳极的溶解问题，本发明不含氨的碱性深孔镀镍工艺，减少了二次污染。

技术领域

本发明涉及电沉积的电镀技术领域，尤其是涉及钢铁件碱性深孔镀镍添加剂、预镀液及预镀工艺。

背景技术

当今钢铁件的防护装饰性电镀，钢铁件在酸性硫酸铜溶液中直接电镀时，由于铜和铁的标准电位相差较远，当钢铁件浸入溶液而电流尚未接通前，在基体上会迅速置换沉积出结合力极差的疏松铜层。因此，为了获得结合力良好的电镀层，钢铁件酸性镀铜前必须进行预镀。除了对品质要求高的制件采用多层镍、铬电镀外，多数制件是在钢铁基体上先镀上一层0.2-0.5微米厚的预镀层后，再进行酸性光亮镀铜继而再镀镍、铬或其他镀层。

现今常用的预镀方法有弱酸性镀镍、有机膦酸盐无氰碱性镀铜、酸性镀镍、中性或弱碱性镀镍和氰化镀铜等。由于氰化镀铜工艺有性能好、成本低、管理容易等优点，是目前生产上应用最广的预镀工艺，但由于氰化镀铜工艺因含剧毒氰化物，国家已明令禁止或限制使用。前述的几种预镀方法，可解决形状较简单的钢铁件预镀，但是对于管状或形状复杂的深孔件，因预镀后管内壁和深孔处镀层极薄或根本无法镀上镀层，后续生产时会出现镀层结合力不良和钢铁管内壁和深孔位置生成铜粉的缺陷。因此，寻求一种生产成本低、质量稳定、不含剧毒氰化物并适合所有钢铁件(包括管状件和深孔件)的预镀方法，一直是国内外电镀工作者竞相研究的热点课题。

最近十年，为了取代剧毒的氰化物，减少环境污染，国内外钢铁件预镀技术的研究成果，较为成功的有碱性膦酸盐型多元络合物镀铜、酸性直接预镀铜，亦有采用碱性镍预镀的报导。酸性预镀镍工艺因镍价昂贵，溶液中含硫酸镍150-200g/L，重金属镍浓度较高，生产和环保处理费用较大，化学镀镍预镀工艺因镀液生命周期短，要定期更新，生产成本较高，只有在特殊要求下厂家才会采用；有机膦酸盐多元络合物碱性镀铜工艺，是目前较好的环保型预镀新工艺，但是它未能在预镀时解决钢铁管状件和深孔件内壁的结合力和铜粉问题；目前报导或生产使用的碱性镀镍工艺，均使用浓度较高的氨水或含铵化合物，生产场地氨味浓厚，产生二次污染。此外，现有的碱性镀镍工艺存在不能有效解决镍阳极的溶解补充问题，生产时阳极上会生成大量绿色的镍胶状复合物使镀液混浊，堵塞过滤蕊孔并产生大量泡沫。碱性深孔镀镍工艺的阳极溶解问题对镀镍正常生产有重要影响，表现为：

(1)使生产时阳极表面生产绿色胶状物，抑制了阳极溶解，使生产时镀液中镍离子浓度不断下降而影响了预镀质量；

(2)阳极上生成的绿色胶状物会漂浮在镀液中使镀液产生混浊；

(3)阳极上生成的绿色物，除了是氢氧化镍外还会生成胶体(例如NiOHCl)堵塞过滤蕊滤孔，使过滤发生困难，镀液中的沉淀物和胶体还会引起在打气生产时产生大量泡沫，甚至溢出槽外。

目前，现有技术中未见对碱镍生产阳极控制溶解的研究报导；既能解决碱性深孔镀镍阳极的有效溶解问题并能一次性完成钢铁件(包括管状件和深孔件)的预镀的技术更尚未见有报道。

发明内容