一種化學鍍鎳磷合金鍍液制造技術

本發明專利技術涉及一種化學鍍鎳磷合金鍍液，每升鍍液含六水硫酸鎳20～45g，二水次亞磷酸鈉20～45g，乳酸15～25ml，醋酸鈉10～15g，尿素2～15g，其余為水，本發明專利技術以尿素作為添加劑，尿素與鎳離子形成了配合物，改變鎳磷合金的沉積機理，使沉積溫度大幅度降低，在較低的溫度下就可獲得較好的鍍層，降低了生產成本，為企業增加效益。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種化學鍍鎳磷合金鍍液，屬于金屬表面處理

技術介紹
化學鍍鎳以其優良的鍍層性能和施鍍特點，70多年來化學鍍鎳在航天航空、石油化工、機械電力、交通運輸、輕工電子、家用電器以及核工業等方面得到了廣泛的應用和開發。但是目前在酸性化學鍍鎳工藝中，普遍存在著鍍速慢、施鍍溫度高、鍍液穩定性差、生產成本高等問題困擾著該領域的發展。為了解決這些問題先后出現了堿性化學鍍鎳等各種工藝，然而各有利弊。在酸性化學鍍鎳工藝中，其核心技術就是尋找理想的添加劑，以優化各項工藝條件和鍍層性能。提高沉積速率，降低鍍液溫度，增加鍍液的穩定性，獲得高質量的鎳磷合 金鍍層。據有關報道，在酸性化學鍍鎳工藝中，鎳磷合金沉積最低溫度在50°C以上才有沉積，施鍍溫度一般在85°C以上，鍍速較好的略超20 μ m/h, 一般不足20 μ m/h,甚至有的不足10 μ m/h,導致企業生產成本居高不下。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是提供一種化學鍍鎳磷合金鍍液，本專利技術以尿素作為添加劑，尿素與鎳離子形成了配合物，改變鎳磷合金的沉積機理，使沉積溫度大幅度降低，在較低的溫度下就可獲得較好的鍍層，降低了生產成本，為企業增加效益。本專利技術解決上述技術問題的技術方案如下一種化學鍍鎳磷合金鍍液，每升鍍液含六水硫酸鎳20 45g，二水次亞磷酸鈉20 45g，乳酸15 25ml，醋酸鈉10 15g，尿素2 15g，其余為水。本專利技術的有益效果是本專利技術以尿素作為添加劑與鎳離子配位，提高了鎳離子在金屬表面與次亞磷酸鈉的自催化活性，增加了鍍液的穩定性；降低了施鍍溫度；尿素與鎳離子形成了配合物，改變鎳磷合金的沉積機理，使沉積溫度大幅度降低，降低了生產成本，為企業增加效益。本專利技術由于選擇尿素為添加劑拓寬了 PH使用范圍。本專利技術工藝配方簡單，生產管理易掌握，能耗少，在較低的溫度下就可獲得較好的鍍層，生產成本大幅度降低，生產效率提高，為企業創造較高的利潤，具有較好的推廣應用價值。在上述技術方案的基礎上，本專利技術還可以做如下改進。進一步，每升鍍液含六水硫酸鎳40g，二水次亞磷酸鈉40g，乳酸20ml，醋酸鈉15g，其余為水。附圖說明圖I為pH值對沉積速度的影響圖；圖2為溫度對沉積速度的影響圖3為尿素對沉積溫度的影響圖；圖4為尿素對沉積速度的影響圖；圖5為乳酸對沉積速度的影響圖；圖6為醋酸鈉對沉積速度的影響；具體實施例方式以下對本專利技術的原理和特征進行描述， 所舉實例只用于解釋本專利技術，并非用于限定本專利技術的范圍。鍍液的配制按下面實施例中配方的用量將各原料依次溶解于水，用2 4mol/L的氫氧化鈉和醋酸稀溶液調鍍液的PH值，鍍液配好后調pH值為5，溫度為65 75°C，施鍍lh，即可備用。工藝流程以下實施例的工藝流程按此流程，選擇普通冷軋鋼板(2cmX5cmX0. Icm)作試片，在40 60°C時將試片放入堿性脫脂液中浸泡8 12min (油脂脫凈為止)，取出用流動清水洗滌2次，再放入酸性除銹液中，常溫下浸泡10 15min (銹除凈為止)，取出用流動清水洗滌2 3次，而后再將試片放入化學鍍鎳溶液中進行化學鍍鎳，取出用流動清水洗滌2次，晾干或烘干即可。以下實施例主要測定了 pH值、溫度、尿素、乳酸、醋酸鈉等對沉積速度的影響。鍍層的沉積速率采用重量法測定，計算公式為 - a)xl04μ = ^·^-式中mi鍍前試片重(g)， P 鍍層密度(7.9g / cm3)，m2 鍛后試片重(g)，s 試片面積(cm2)μ 為沉積速率(μ m/h )，t施鍍時間(h )實施例I :pH值對沉積速度的影響工藝配方為六水硫酸鎳40g/L，二水次亞磷酸鈉40g/L，乳酸20ml/L，醋酸鈉15g/L，尿素10g/L ;溫度為80 83°C。pH值為3，沉積速度3. 2 μ m/h ;pH值為4，沉積速度8. 4 μ m/h ;pH值為5，沉積速度23. 8 μ m/h ；pH 值為 6，沉積速度 30. I μ m/h ；pH 值為 6. 5，沉積速度 22. 3 μ m/h。實驗結果表明，隨著pH值的升高次亞磷酸鈉的還原性增強，合金的沉積速度加快；當PH值很低時，沉積速率較??；隨pH值升高，沉積速率加快。當pH值上升到5. 5 6時，沉積速率最快；pH值在6以上時，沉積速率隨pH值升高而下降。這是由于酸性較強時，次磷酸鈉不易分解析氫，添加劑的催化活性減弱，試片表面的催化活性減弱，沉積速率較慢；酸性較弱時，次磷酸鈉的活性增大，析氫速率加快，沉積速率加快。當pH值為6以上時，由于鍍液中有部分難溶物生成，吸附在試片表面，阻礙了合金的沉積，降低了催化活性，使沉積速率降低，且試片表面粗糙。同時鍍液中有鎳沉積，鍍液的穩定性很差。因此，控制pH值4. 5 5. 5較好，如圖I所示。實施例2 :溫度對沉積速度的影響工藝配方為六水硫酸鎳40g/L，二水次亞磷酸鈉40g/L，乳酸20ml/L，醋酸鈉15g/L，尿素 10g/L ；pH 值為 5. O 5. I。30°C沉積速度 O. 2 μ m/h, 40°C沉積速度 2· 3 μ m/h, 50°C沉積速度 4. 6 μ m/h, 60°C沉積速度8. 9 μ m/h, 70 V沉積速度15. 2 μ m/h, 80 V沉積速度23. 2 μ m/h, 90 V沉積速度31. 2 μ m/h ;95°C沉積速度 35. 2 μ m/h。實驗結果表明，在30 95°C范圍內都可獲得鎳磷合金鍍層。在30 50°C范圍內，隨溫度升高，沉積速率緩慢上升；50 80°C時，隨溫度升高，沉積速率快速上升；80°C以后，隨溫度升高，沉積速率上升略有減慢；88°C以后，隨時間的延長，鍍液出現了不穩定現象，鍍液顏色逐漸變暗，鍍槽壁上和底部出現了鎳磷合金鍍層，同時有大量氫氣放出。這一現象是由于在添加劑的作用下，溫度較低時次磷酸鈉就可以釋放活性氫，使鎳、磷還原。隨著溫度升高，P-H鍵可能被削弱，次亞磷酸鈉的活性增強，析氫增多，鍍層沉積速率加快，當達到88°C以上時，P-H鍵在添加劑和高溫的共同作用下，盡管沒有基體表面的催化，它也能發生氧化還原反應分解析氫，使溶液中的鎳、磷被還原，導致鍍液不穩定。因此，盡管次磷酸鈉的分解速率加快，析氫數量增多，還原速率加快，但試片增重減慢，并且表面粗糙。所以，溫度控制在60 80°C為宜，如圖2所示。 實施例3 :尿素對沉積溫度和沉積速度的影響工藝配方為六水硫酸鎳40g/L，二水次亞磷酸鈉40g/L，乳酸20ml/L，醋酸鈉15g/L, pH 值為 5. O 5. I。( I)尿素對沉積溫度的影響不加尿素時，30°C沉積速度O μ m/h，40°C沉積速度O μ m/h，50°C沉積速度O. 5 μ m/h，60°C沉積速度 2. 9 μ m/h, 70°C沉積速度 10. 2 μ m/h, 80°C沉積速度 13. 7 μ m/h, 90°C沉積速度 18. 4 μ m/h ;95°C沉積速度 21. 3 μ m/h。(2)尿素對沉積速度的影響當溫度控制在80 83°C時，加入lg/L尿素沉積速度為18. 2 μ m/h，5g/L尿素沉積速度為21. 5 μ m/h, 10g/L尿素沉積速度為23. I μ m/h, 15本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種化學鍍鎳磷合金鍍液，其特征在于，每升鍍液含六水硫酸鎳20～45g，二水次亞磷酸鈉20～45g，乳酸15～25ml，醋酸鈉10～15g，尿素2～15g，其余為水。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：張丕儉，殷平，陳文，曲榮君，陳厚，徐強，張江，
申請(專利權)人：魯東大學，
類型：發明
國別省市：