[发明专利]锡-钴复合镀层的制备方法

说明书

本发明是关于电镀的方法，更具体地说，本发明是关于以锡-钴为基金属的复合镀层的电镀方法。利用此法制得的镀层，可取代传统的铬镀层，用于防护-装饰性电镀中。

众所周知，镀铬生产已有近百年的历史。铬镀层具有光亮、坚硬、抗变色、耐腐蚀等许多优良性能，特别是在大气中非常稳定，能长期保持其光泽，因而是一种非常理想的防护装饰性镀层。不过镀铬工艺存在着污染大，电流效率低、能耗高和均镀能力差等问题。因此，长期以来人们一直在努力寻找一种具有装饰铬镀层那样艳丽的色泽，并能克服镀铬工艺中不足之处的合金镀层。

中国出版的《材料保护》杂志第24卷第5期（1991.5）上的“电镀锡钴锌三元合金代铬的应用”一文公开了一种代铬镀层的制备方法。这种方法采用的镀液配方是：

氯化亚锡    20～30g/L

氯化钴    8～14g/L

氯化锌    12～22g/L

焦磷酸钾    210～280g/L

“代铬-90”    20～30ml/L（武汉材保所生产）

pH    8.5～9.5

温度    20～40℃

使用该配方进行电镀，可以得到近似铬的光亮镀层，不足之处是，镀层的硬度不够高，镀层不稳定，经过六、七个月之后，镀层变色，失去铬镀层那种特有的光泽。

本发明的目的是克服现有技术中的缺点，使镀层具有较高的硬度，而且稳定性好，能在较长时间内保持铬镀层特有的艳丽色泽。

本发明提出的工艺配方是：

氯化亚锡    20～35g/L

氯化钴    10～20g/L

焦磷酸钾    250～350g/L

碳化硅和氮化硼混和微粒    2～5g/L

代铬90    20～40mL/L（武汉材保所生产）

上述碳化硅和氮化硼混和微粒由粒径小于0.5微米的碳化硅和氮化硼按3∶1（重量比）的比例混和制备而成。

如果使用的碳化硅和氮化硼微粒是工业纯的话，则在配制混和微粒前进行适当处理，效果更佳。其处理步骤是：（a）将上述微粉按1∶2（体积比）的比例加入蒸馏水，放在球磨机内研磨30～40小时;（b）将上述研磨好的混和料放入浓度为1～5M的硫酸中，加热至80～100℃，保温2～4小时，并不断地搅拌;（c）冷却上述混合物，然后过滤，并用蒸馏水清洗，直至清洗水溶液的pH值到6～7为止;（d）将上述制备的混和料按规定量加入到镀液中，进行搅拌，使其均匀悬浮，便可进行电镀。

本发明的特点是：在上述镀液中加入适量的碳化硅和氮化硼混和微粒。实践结果表明，加入上述混和微粒后所制备的复合镀层，不仅外观光亮、酷似铬镀层，而且镀层的稳定性、抗蚀性好，硬度高。

下面通过实例，对本发明作进一步的描述。其中例1为现有技术，例2、例3为对比实例，例4为本发明的内容。

例1

氯化亚锡（分析纯）    25g/L

氯化钴（分析纯）    12g/L

氯化锌（分析纯）    18g/L

焦磷酸钾（分析纯）    250g/L

代铬-90    30mL/L（武汉材保所生产）

搅拌方式    机械搅拌

pH    9

温度    室温

电流密度 0.5A/dm²

例2

在例1的镀液中，氯化锌由碳化硅和氮化硼混和微粒10g/L所取代，其它工艺条件与例1相同。

例3

在例1的镀液中，氯化锌由碳化硅和氮化硼混和微粒0.5g/L所取代，其它工艺条件与例1相同。

例4

在例1的镀液中，氯化锌由碳化硅和氮化硼混和微粒3g/L所取代，其它工艺条件与例1相同。

上述各实例制备的镀层的主要性能在下表中示出。从表中可以看出，采用本发明所制备的锡-钴为基的复合镀层与现有技术相比有如下优点：镀层外观光亮、稳定，即使在空气中长期存放仍保持像铬镀层所特有的光泽。另外，该镀层硬度高、抗蚀性好。因此，它完全可以取代铬作为一般防护-装饰性镀层。

不同配方制备的镀层性能对比表

实例    测试项目

编号    外观    稳定性    硬度    孔隙率    中性盐雾实验

（Hv） （个孔/cm²） （1周期）

光亮    较差

例1    200    0.33    有局部腐蚀

象铬镀层    镀层易变色

光亮差