[發明專利]一種化學鍍鎳磷合金鍍液配方

在審

• 申請號: 201410062422.1
• 申請日: 2014-02-25
• 公開（公告）號: CN103866302A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 趙曉棟
• 申請（專利權）人: 浙江海洋學院
• 主分類號: C23C18/36
• 分類號: C23C18/36
• 代理公司: 寧波市鄞州甬致專利代理事務所(普通合伙) 33228
• 代理人: 王樹鏞

技術領域

本發明涉及一種化學鍍鎳磷合金鍍液配方，屬于金屬表面處理技術領域。

背景技術

化學鍍鎳，又稱為無電解鍍鎳，是在金屬鹽和還原劑共同存在的溶液中靠自催化的化學反應而在金屬表面沉積了金屬鍍層的新的成膜技術。因所形成的鍍層金屬能夠提高基體耐磨、耐蝕和電化學防護性能目前普遍應用于航空、汽車、電子、石油等諸多商業領域。

化學鍍與電鍍相比，電鍍只能對一些形狀簡單的工件進行施鍍并且需要消耗大量電能，而化學鍍只要鍍液能浸泡到，與基體進行充分的溶質交換，鍍層就會非常均勻，可達到仿形的效果。化學鍍鎳合金防護性能優異，含磷8%(wt)以上便可達到表面無空隙、無裂紋，只要經過簡單的前處理，鍍層與基體的結合力就會遠大于電鍍層。因此化學鍍技術被認為在鐵、鋁、鎂等金屬表面防腐處理技術中應用最經濟使用的方法之一。

化學鍍鎳中次亞磷酸鹽一直被認為是最合適的還原劑。最早在1916年，Roux從檸檬本鹽和次磷酸鹽溶液中沉積出金屬鎳，并且申請了第一個化學鍍鎳專利。1950年美國科學家Brenner和Riddell申請的專利中提出，次亞磷酸鈉在具有催化活性和足夠能量的條件下能夠釋放電子使Ni²⁺還原成鎳鍍層。后期次亞磷酸鈉又被廣泛應用于化學鍍銀、化學鍍鐵、化學鍍金等領域。目前市面上的鍍液通常從成本和穩定性考慮，鍍液中次亞磷酸鈉的適宜濃度為25~45g/L。但通常情況下次亞磷酸中磷利用率不高，且反應過程中會有大量亞磷酸副產物，這部分磷不僅無法回收利用，而且會導致鍍液PH急劇變化，從而造成鍍液使用周期較短、鍍層中磷含量難以控制等問題。實際進行化學鍍時，往往隨著反應進行，鍍層界面反應物濃度逐漸降低，沉積速率也會下降，從而使得鍍層致密性下降，目前是一個急需解決的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種化學鍍鎳磷合金鍍液配方。

本發明要解決的是現有情況下次亞磷酸中磷利用率不高，且反應過程中會有大量亞磷酸副產物，這部分磷無法回收利用的不足。

為實現本發明的目的，本發明采用的技術方案是：

一種化學鍍鎳磷合金鍍液配方，每升鍍液含六水硫酸鎳20?~?45g，次亞磷酸鈉5~25g，葡萄糖6~35g，聚乙烯吡咯烷酮（PVP）80~120g，乳酸鈉緩沖液5~10mg，乳酸1~5mg，甘氨酸1~3g，硫代硫酸鈉20~50μg，硫脲10~30μg，余量為水。

所述葡萄糖為普通分析純，粒徑均勻；聚乙烯吡咯烷酮（PVP）為化學純。

所述鍍液施鍍溫度為50~75℃，鍍液PH為4.0~5.5。

制備方法，包括以下步驟：首先將六水硫酸鎳和聚乙烯吡咯烷酮PVP用去離子水溶解，然后依次加入乳酸鈉緩沖液5~10mg，乳酸1~5mg，甘氨酸1~3g，硫代硫酸鈉20~50μg，硫脲10~30μg，升溫至50℃時，加入定量次亞磷酸鹽和葡萄糖復合還原劑，攪拌均勻。待其完全溶解后，調節PH至4.5，升溫至75℃待用即可。

本發明的有益效果是：新型添加劑配方作為還原劑代替部分次亞磷酸鹽與鎳離子配位，引入聚乙烯吡咯烷酮（PVP）作為分散劑和催化劑，提高了鎳離子在基體表面與次亞磷酸鹽的自催化活性，提高鍍液的穩定性，降低了施鍍溫度；在酸性環境下葡萄糖中醛基能與鎳離子形成了配合物，然后與鍍液中游離的磷置換成鎳磷合金沉積，使沉積溫度大幅度降低，降低了生產能耗，為企業增加效益。同時由于本發明選擇葡萄糖為添加劑拓寬了pH?使用范圍和光澤度。

本發明實施簡單，能耗低，在較低的溫度下就可獲得性能較好的鍍層，大幅降低廢液處理成本，提高鍍液中磷利用率，為企業創造較高的利潤，具有較好的推廣應用價值。

附圖說明

圖1?為本發明實施例1?制得的化學鍍層的XRD圖；

圖2?為本發明實施例1?制得的化學鍍層的電化學交流阻抗曲線；

圖3?為本發明實施例1?制得的化學鍍層的電化學極化曲線。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明作進一步說明：

實施例1

按照如下配方配制一種新型添加劑的鎳磷化學鍍液：

六水硫酸鎳????????????????????????20g

次亞磷酸鈉???????????????????????15g

聚乙烯吡咯烷酮（PVP）???????100g

乳酸鈉緩沖液（PH4.5）????????7mg

乳酸?????????????????????????????????4mg