[发明专利]一种无添加剂的电镀镍溶液及其电镀方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电镀镍溶液及其电镀方法，具体涉及一种无添加剂的电镀镍溶液及其电镀方法，属于电镀技术领域。

背景技术

镀镍工艺是一种通过电解或化学方法在金属或某些非金属上镀上一层镍的方法。由于金属镍具有很强的钝化能力，其表面能迅速生成一层极薄的钝化膜，能抵抗大气、碱和某些酸的腐蚀并且镀镍层具有良好的耐磨性，因此镀镍具有广泛的工业应用，如在被磨损、被腐蚀的零件时即在局部采用刷镀技术进行镀上镍层可以起到功能修复作用，在钢铁、锌压铸件、铝合金及铜合金表面上镀镍层可以保护基体材料不受腐蚀或起光亮装饰作用。

镀镍工艺有电镀镍和化学镀镍两种。电镀镍是在由镍盐（称主盐）、导电盐、pH缓冲剂、润湿剂组成的电解液中，阳极用金属镍，阴极为镀件，通以直流电，在阴极（镀件）上沉积上一层均匀、致密的镍镀层。电镀镍由于其结晶细小，并且具有优良的抛光性能而逐渐成为镀镍工艺的首要选择。

电镀材料溶液对电镀层的性能表现具有十分重要的影响，人们为了使电镀层外观或者性能上得到改善经常在电镀溶液中使用较多添加剂。比如，现有的电镀镍工艺中业内普遍采用在镍缸中添加光亮剂、湿润剂等有机添加剂以得到颜色光亮一致的镀层，但是这种添加添加剂的工艺往往会造成电镀溶液受到有机污染，不仅使镀层经常出现杂斑，使后期的处理成本大幅升高，而且采用现有工艺得到的镍层的硬度显著升高（通常硬度大于500HV），使电子器件的镀镍层在使用过程中容易产生金面裂痕。

本领域技术人员针在改进电镀溶液方面进行了大量探索，但均未能解决上述所述的杂斑和金面裂痕问题。如CN102021613A公开了一种能够提高镀层耐腐蚀性的电镀镍合金溶液，其通过在电镀镍溶液中加入非金属磷，进一步提高了镀镍表面的防护性和抗蚀性，但使用该合金溶液的镀镍工艺并不能解决镀镍的高成本和镍表面的杂质斑点问题。CN101760767A公开了一种钢带电镀镍方法，该方法可以使镀镍速度快速并且镀层细致平滑，特别适用于电极制造用的穿孔钢带、冲孔钢带的连续电镀镍，但采用该方法的镀镍层很容易出现裂面。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种可以减少镀镍过程中镀液污染并能提高镀镍面延展性的合金溶液。采用本发明合金溶液镀镍时，可以降低镀镍成本，并且减少镀镍层的裂面产生。

   申请人一直致力于镀镍工艺以及镀镍合金溶液的研究工作，现有的镀镍工艺制备的镀镍层易出现杂质斑点并且使用过程中易出现裂面，申请人通过大量的电镀材料拆方实验和测试实验发现：电镀镍层出现杂斑以及电镀镍层易断裂使由于电镀过程中添加剂对电镀镍溶液的污染所致，因此本发明旨在提供一种无添加剂的电镀镍溶液及其电镀工艺/方法。

本发明目的之一在于提供一种无添加剂的电镀镍溶液，该电镀镍溶液的溶质由硫酸镍、氯化镍和硼酸组成，溶剂为水。作为本发明所优选的一种实施方式，本发明所述电镀镍溶液由如下浓度的组分组成：170~230g/L硫酸镍；25~45g/L氯化镍；30~50g/L硼酸和水。该电镀镍溶液中不含添加剂，所述的添加剂是指光亮剂、稳定剂、整平剂、润湿剂或活性剂的一种或多种。本发明提供的电镀镍溶液的pH为3.8-4.2，优选地，本发明提供的电镀镍溶液的pH为4.0。用于调节本发明电镀镍溶液pH值的pH调节剂为碱式碳酸镍、盐酸、硫酸、硝酸、磷酸或其组合，优选地本发明pH调节剂为碱式碳酸镍和/或硫酸。

本发明电镀镍溶液可以按照常规溶液制备方法得到。具体地，在常温常压下将处方量硫酸镍、氯化镍和硼酸溶于处方量水中，使用pH调节剂将溶液调整为3.8-4.2即可得到本发明所述电镀镍溶液。

本发明实施例6测定了使用本发明电镀镍溶液进行电镀的试验件的性能，结果显示采用本发明电镀镍溶液进行镍电镀后在保证试验件的保护性能没有下降的前提下（中性盐雾时间与参比实施例1和参比实施例2相比无统计学差异），杂斑率和试验件镍层和裂痕时间均显著优于参比实施例1和参比实施例2（P＜0.01），本发明相对于参比实施例3或4在硬度方面具有极显著性的差异（P＜0.01）。本发明还测定了采用本发明电镀液配方和电镀工艺得到镍层的性能，其中本发明具体实施例2公开的电镀镍溶液配方更具有优势，其在中性盐雾时间以及裂痕时间方面相对于实施例5具有明显优势。因此本发明人在此基础上将本发明电镀镍溶液更优选为由如下浓度的组分组成：200g/L硫酸镍、35g/L氯化镍和40g/L硼酸和适量水；本发明电镀镍溶液的pH优选为4.0。