[发明专利]钨合金电镀用的光亮剂及电镀方法

说明书

本发明涉及到一种用于钨合金电镀浴中的光亮剂，所得镀层可代替六价铬镀层或其它硬质光滑覆层。

人们常需要用于装饰和功能电镀的铬镀层。大多数铬电镀是在六价铬电解质中进行。以六价铬电镀液中制得的功能性镀层的厚度范围约在0.0002″至0.200″之内，而且是很硬、光滑的防腐性镀层。从六价铬电解质中制得的装饰性镀层是极薄的，一般在0.000005″至0.000030″内，由于其具有的呈兰-白色和抗磨及防锈性能，这种镀层又是理想的。这些镀层常常镀覆在装饰性镍或钴，或者是含钴或铁的镍合金表面上。

近年来政府条例规定的对排放有毒废水(包括在常规铬电镀液中的六价铬)的征税逐年提高。某些州和地方政府的规定都非常严格，尤其是对电镀六价铬溶液中排出的废气的限制。在一些地方即使是少量的悬浮空气中的铬也是不允许的。这样就促使人们研究接近铬覆盖层的颜色和性能的其他电镀溶液。

一种可能解决的方案是电沉积钨合金。通常，在这种电镀液中，镍、钴、铁的盐或它们的混合物与钨盐一起使用以在各种导电的基体上制备出钨合金沉积层。在这种情况下，镍、钴和/或铁离子用作沉积钨的催化作用，使得沉积的钨合金中含有高达50％钨，而所述的沉积层与铬镀层相比较，其具有极好的抗磨性、硬度、润滑性和令人满意的色彩。

然而，尽管希望这些镀层取代铬镀层，但是用现有技术方法制得的沉积层的性质和特有的加工限制使得这些沉积层无法取代装饰性或功能性铬沉积层。虽然已经有碱性络合的镍钨复合镀层，但是从这些偏碱性含氨电解质中制得的沉积层在高电流区域内常常有粗糙的球粒状外观。因而，为了提供类似铬镀层的外观，使用钨电镀层还需进一步加工。

因此，人们希望制备出这样的钨合金镀层，它不会形成粗糙的球状沉积层，而具有改善的表面性能，用它很容易取代铬沉积层而不需要再加工。

依据前述的目标，本发明的目的就是提供一种用于电镀光亮钨合金的电解质。

本发明提供了一种用于电镀光亮钨合金的电解质。本发明的电解质溶液包括有效量的钨离子和有效用量的金属离子或金属离子的混合物。这些离子和钨离子相互配伍，使得从电解质中电镀出钨合金。该电解质还包括一种或多种络合剂，有助于电镀出钨合金电镀层。本发明很关键的一点就是要提供有效用量的溶于溶液的烷氧基化羟基炔，这样保证从电解液中电镀时可以得到光亮的钨合金镀层。

用本发明的镀液得到的钨合金电镀层即使在高电流密度区域也能得到光亮的基体。所制得的电镀层比现有技术的方法制得镀层更细颗粒和更光亮。

关于本发明的益处和优点，本领域的普通技术人员通过结合下文的对优选技术方案和实施例的详细描述以及结合权利要求书将会很容易理解。

从本发明的广义来说，本发明提供了一种用于电镀光亮钨合金的电解质。此电解质包括一种有效用量的钨离子和金属离子，它们与钨离子相配伍，用以从电解质中电镀出钨合金。在此电解质中有一种或多种络合剂，有助于从此电解质中电镀出钨合金。本发明的关键要素是在电解质中含有有效用量的溶于浴中的烷氧基化羟基炔。

根据本发明，在此电解质中通常含有约4-100g/l的钨离子，优选是含约25-60g/l。钨离子是按本领域的普通技术人员熟知的方式以钨盐如钨酸钠或类似物的形式提供。

为形成钨-金属合金电镀层而与钨相配伍的金属包括铁、钴和镍，而镍在本发明中是优选的。这些金属成份在电解质中必须是可溶性的，因而所选择金属的硫酸盐或碳酸盐是常被使用的。通常在本发明中，这些金属盐用量范围是约1-150g/l。然而在电解质中镍离子的浓度优选范围是约3g/l-7g/l。镍或其他溶液成份在钨电镀电解质中是需要的，因为它起到催化剂作用使得钨从溶液中电镀出来。

用在本发明中的络合剂包括那些通常用于其他电镀液中的试剂，如柠檬酸盐、葡糖酸盐、酒石酸盐和其他烷基羟基羧酸。一般这些络合剂在镀液中的用量范围是约10-150g/l，优选范围是约45-90g/l。在本发明的优选电解质中，除了上述的一种或多种络合剂外，还包括铵离子。这些铵离子在电镀过程中促进钨从镀液中镀出，还帮助稳定溶液中的金属。在本发明的镀液中铵离子优选用量范围是约5-20g/l。铵离子可以不同的形式提供，但氢氧化铵是优选的。当然在用于本发明的电解质中时，铵离子可以化合物方式提供，如柠檬酸镍铵。