[發明專利]一種用于化學鍍Ni-P鍍層無鉻鈍化的方法

有效

• 申請號: 201410637710.5
• 申請日: 2014-11-12
• 公開（公告）號: CN104388920A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發明（設計）人: 穆松林;龐浩良;張明康;李文芳;杜軍
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C23C22/60
• 分類號: C23C22/60;C23C22/73;C23C18/36
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

技術領域

本發明屬于金屬材料表面處理的技術領域，具體涉及一種用于化學鍍Ni-P鍍層無鉻鈍化的方法。

背景技術

化學鍍Ni-P合金具有均鍍能力好、致密、表面光潔，優良的耐蝕性能和耐磨性能，施鍍時不需真空條件，污染較小、工藝過程溫度較低；同時不需要昂貴、特殊的設備條件，且可在金屬和非金屬(玻璃、陶瓷和塑料等)基體上沉積。此外，通過調節鍍層P含量還可改變鍍層晶態性質，諸多的優點使得Ni-P鍍層在航空航天、石油、化工、國防、能源等工業部門中得到廣泛的應用。

但化學鍍Ni-P層仍然存在一些缺陷。比如鍍層在空氣中易于氧化變色，嚴重影響鍍層外觀，而且鍍層一旦發生氧化，其可焊性將嚴重受到影響，例如，在印刷電路板(PCB)領域中的黑墊或黑盤現象往往導致整塊板的報廢。此外，鍍層的耐酸性也不夠理想，酸性條件下鍍層易于發黑或發灰。因此，為解決上述問題，對Ni-P鍍層進行適當的鍍后處理就顯得十分必要了。如果只考慮提高鍍層耐蝕性和抗氧化能力，采用涂漆與鈍化均可滿足要求。但對于大部分電子元器件，不僅要求提高耐蝕性與抗氧化能力，而且要求工件具有可焊性，這時就只能以鈍化方法進行處理。

傳統的Ni-P鍍層鈍化多采用六價鉻工藝，但六價鉻對環境污染很大，而且對人體有很強的致癌作用。根據RoHS指令，歐盟將于2017年完全禁止六價鉻的使用，WEEE也禁止或嚴格限制六價鉻的使用。基于此，為使得化學鍍鎳工藝的優點能繼續得以廣泛應用，我們開發了本發明所述的無鉻鈍化工藝。

發明內容

本發明的目的在于解決化學鍍鎳層易于氧化變色，耐濕熱性不足的缺陷，更為重要的目的在于解決化學鍍Ni-P鍍層傳統六價鉻工藝對人體以及環境的毒害問題。兼顧生產、應用以及排放各環節均環保的目標，同時還要保證工藝簡單，成本低廉，提供一種用于化學鍍Ni-P鍍層無鉻鈍化的方法，使其能夠在工業領域得到廣泛的應用。

本發明采用堿性鉬酸鹽體系對化學鍍Ni-P鍍層進行鈍化處理，在Ni-P鍍層表面獲得一層透明鈍化膜，膜層具有良好的耐氧化變色性能以及耐蝕性，可顯著提高Ni-P鍍層的綜合性能。

一種用于化學鍍Ni-P鍍層無鉻鈍化的方法，所述方法包括如下步驟：

(1)鈍化液配制，鈍化液組成及各組分用量如下：

(2)工件進行化學鍍鎳，所述鍍鎳工序中的鍍鎳液組成為：NiSO₄·6H₂O25-30g/L、NaH₂PO₂·H₂O?28-32g/L、醋酸鈉18-23g/L、檸檬酸鈉8-12g/L、乳酸(80wt.％)12-16ml/L、丙酸1-3g/L、萘磺酸1-2g/L、KIO₃2mg/L；鍍液工作pH?4-5、溫度85-95℃、沉積速率20-25μm/h；

(3)化學鍍鎳工序完成后，立即清洗工件并進行鈍化處理。

上述方法中，步驟(1)中所述鈍化液中的氫氧化鈉與碳酸鈉為鈍化液酸堿控制劑，同時OH-與CO₃^2-離子具有形成難溶鹽而促進鈍化膜成膜的作用。

上述方法中，步驟(1)中所述鈍化液中的鉬酸鹽為鈍化膜成膜主鹽，所述鉬酸鹽為鉬酸鈉或鉬酸鉀的一種或兩種。

上述方法中，步驟(1)中所述成膜促進劑為過硫酸鈉或次氯酸鈉。

上述方法中，步驟(1)中所述穩定劑為檸檬酸鈉或四硼酸鈉的一種以上。

上述方法中，步驟(3)中所述鈍化處理的具體步驟為：鈍化液加熱至50-80℃、施鍍完成后的工件經清洗后直接浸入鈍化液中進行鈍化處理，處理時間15-30min，處理后經兩道水洗并吹干或烘干。

本發明所獲鈍化膜為透明膜層，均勻、致密，鈍化膜含有Ni、O、C與Mo等元素。膜層具有良好的耐變色能力以及耐腐蝕性能，是一種具有較大應用前景的無鉻化學鈍化技術。

與現有技術相比，本發明具有如下優點：

(1)本發明所述工藝其處理溫度為50～80℃，溫度不高，有利于節約能源。

(2)由本發明所獲鈍化膜無色透明，不改變工件外觀，仍然保持化學鍍鎳層的靚麗外觀。

(3)本發明所述的鈍化液組成簡單，各成分穩定，操作簡便，成本低廉，易于實現產業化。

(4)本發明適用于Ni-P合金鍍層的鈍化處理，鈍化液不含有對人體和環境有害的六價或三價鉻，是一種安全環保的處理工藝。