[发明专利]一种无镍黑色锡钴合金镀液及利用该镀液进行电镀的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及到合金电镀技术领域，尤其是指一种无镍黑色锡钴合金镀液及利用该镀液进行电镀的工艺。该技术适用于五金零件、电子产品、个人数码产品、服装配件、儿童玩具、首饰、家具、食品器皿等各种与人体密切接触的物品。

背景技术

目前，锡钴合金电镀工艺已广泛用于五金零件、电子产品、个人数码产品、服装配件、儿童玩具、首饰、家具、食品器皿等物品配件的电镀上，实施了电镀环保无铅无镍无氰的锡钴合金镀层以获得黑色光亮合金环保层，满足市场上对黑色电镀装饰品的需求。现阶段普遍存在的锡钴合金电镀工艺存在以下问题：1、钴含量超过5g/L，一般在8g/L，镀液成本高。2、镀液中钴含量高，较易使镀层带磁性，过不了服装业常用的检针机，俗称“响机”。3、使用焦磷酸钾或钠为络合剂和导电盐，pH 7～10之间，镀液不稳定，钴和锡很易沉淀，生产中和停产几天后缸底往往有厚厚的沉淀物。4、镀液波美高达24°以上，镀液粘度大，带水严重，损失大量钴、锡金属离子和焦磷酸钾，无意义地增加成本；电镀温度高，浪费能源。5、钴有一定放射性，(如钴60是核辐射物质)2007年6月1日正式生效的欧盟REACH指令中15项高度关注物质中包括对氯化钻的要求，要求限制钴的用量。6、镀液难控制，低电流区效果不好，经常漏镀、发黄，就算工人技术水平高，也需要经常调整镀液，造成原料浪费。7、镀层深浅颜色难控制，完全凭经验调整镀液成分。8、由于镀层低电流区效果不好，在生产无镍黑镍的黑白鸳鸯色效果时，电镀时间长，高电流区镀层很厚，拉丝、擦色的时间很长，要求底层镀层厚度很厚，浪费很大。

现在的使用的黑色锡钴合金电镀工艺虽然能达到欧盟和美国食品标准中关于禁止电镀层中含有所述重金属的规定，但是镀液中钴含量过高，未必能满足未来环保电镀的要求，而且整个电镀系统成本高。

发明内容：

本发明的目的是在认真而充分的调查、了解、分析、总结上述已有的黑色锡钴合金电镀技术基础上，为克服和解决其存在的不足，提供一种环保无铅无镍无氰、降低生产成本，同时能达到欧盟的新标准的无镍黑色锡钴合金镀液及利用该镀液进行电镀的工艺。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案为：一种无镍黑色锡钴合金镀液，其特征在于，该镀液的参数及各组份含量的如下：

锡             0.2-6克/L

钴             0.6-2克/L

络合剂         8-180克/L

增黑剂         2-20克/L

pH缓冲剂       50-320克/L

镀液波美       10-25Be°

温度           28-48℃

pH             11-13

特别指出该配方中不含焦磷酸钾或钠。

络合剂是氨羧络合剂、酒石酸及其盐、柠檬酸及其盐、醋酸及其盐、三乙醇胺、乳酸、各种氨基酸及其盐、乙二胺、苹果酸及其盐、果酸及其盐、硫氰酸盐中的一种或几种的组合。

所述的增黑剂为氨基酸及其盐、硫氰酸及其盐、钴盐和锡盐中的一种。

所述的钴盐是碳酸钻、氯化钴、硫酸钴和络合剂的钴盐中的一种或几种的组合。

所述的锡盐是氯化亚锡、硫酸亚锡、甲基磺酸锡及络合剂的锡盐中的一种或几种的组合。

所述的PH缓冲剂是醋酸及其盐、酒石酸及其盐、碳酸及其盐、磷酸及其盐、氨水、三乙醇胺、四硼酸钠、四草酸钾、柠檬酸及其盐、乙二胺中的一种或几种的组合。

一种利用上述镀液进行电镀的工艺：以金属铜、黄铜、和电镀铜及铜合金、镍、Cu-Sn-Zn三元合金中一种为基层，直接使用该无镍锡合金镀液，在28～48℃温度下，用硫酸、盐酸或氢氧化钾、氢氧化钠调节pH至11～12之间，此时金属锡含量在0.5～4g/L之间，钴含量在0.4～4g/L之间，络合剂5～300g/L之间，pH缓冲剂5～300g/L之间，增黑剂0.1～50g/L之间，镀液波美度是10～22°，电压控制在滚镀3～10伏，挂镀2～6伏，在以阴极电流密度为0.1～3.5安培/平方分米的状况下挂镀20～200秒或滚镀3～140分钟；电镀完毕，取出电镀体用清水冲洗干净，经吹干后可获得光亮的黑色和接近黑色镀层。

本发明的镀层主要是以锡为主的合金层，加入少量的钴形成两元合金体系，一般的黑色锡钻合金电镀液中钴含量超过8g/L，而我们的新电镀工艺可以将钴的含量降低至0.8g/L，使用特殊的可生物降解的稳定络合剂和pH缓冲剂，从而降低生产成本，同时能达到欧盟的新标准，解决现存的黑色锡钴合金电镀液及工艺的种种弊端。