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CN101760768A - 一种无氰镀银用电镀液及无氰镀银方法 - Google Patents

一种无氰镀银用电镀液及无氰镀银方法 Download PDF

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任凤章
殷立涛
王姗姗
马战红
赵士阳
田保红
王宇飞
贾淑果
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Abstract

本发明公开了一种无氰镀银用电镀液和无氰镀银方法，其中电镀液由以下成分配制而成：硝酸银40～45g/L，硫代硫酸钠200～250g/L，焦亚硫酸钾40～45g/L，醋酸铵20～30g/L，硫代氨基脲0.6～0.8g/L；无氰镀银方法主要包括对镀件进行打磨抛光、除油和活化处理，直流电沉积镀银，钝化处理。本发明的镀液稳定性及分散性优良；通过直流电沉积方法使银镀膜达到纳米级，并且与基体结合良好，表面平整、致密，光亮度好，抗变色能力强；工艺简单，操作方便，成本低廉，可以满足生产领域的需要。

Description

一种无氰镀银用电镀液及无氰镀银方法
技术领域
本发明涉及一种无氰镀银用电镀液，同时还涉及一种无氰镀银方法，其是在直流电沉积作用下的无氰镀银方法，属于电化学镀银技术领域。
背景技术
银是一种银白色、可锻、可塑及有反光能力的贵金属，镀银层具有良好的导电性、钎焊性，低接触电阻和高反射系数，广泛应用于电器、电子、通讯设备和仪器仪表制造等工业领域。目前的镀银方法多使用直流电镀银或脉冲镀银等电镀方式；在实际生产中，镀银液大多采用氰化物电镀，氰化物是一种剧毒物质，对环境造成严重污染，危害人类健康。无氰镀银工艺作为一种相对环保无毒的镀银工艺，正在逐渐替代常见的氰化镀银。近年来，无氰镀银工艺研究较多，取得了一定的成就，但始终存在若干问题，无法真正替代氰化镀银，归结起来，主要有以下几方面问题尚待解决：(1)镀层总体性能达不到商业要求，如镀层光亮度不够，与基体结合不好等；(2)镀液稳定性差，杂质对其影响比较敏感，导致电镀周期短，镀液维护困难，增加了应用成本；(3)工艺性能不能满足生产需要，镀液分散能力差，阴极电流密度低，阳极容易钝化等。
无氰镀银工艺也有相关专利申请，其中公开号为CN 1680630A、名称为“无氰镀银的工艺方法”的专利申请公开了一种在磁场和脉冲电流下的无氰镀银方法，镀液配方为硝酸银50～60g/L，硫代硫酸钠250～350g/L，焦亚硫酸钾90～110g/L，硫酸钾20～30g/L，硼酸25～35g/L，光亮剂5ml/L，其中光亮剂又由4种成分配制而成；其工艺方法包括镀件化学除油、化学除锈、光亮镀镍、活化处理、浸银、脉冲镀银、钝化处理等步骤。公开号为CN101260551A、名称为“一种无氰电镀银的方法”的专利申请公开了一种双脉冲电镀银的方法，其首先进行表面镀镍，然后在酸液中活化镍层，再经化学镀银后在烟酸电镀银体系中双脉冲电镀银。公开号为CN 101235523A、名称为“超声无氰快速镀银方法”的专利申请中公开了一种超声电镀银的方法，其电镀液成分为甲烷磺酸银、丁二酰亚胺、硼酸，其工艺步骤包括超声除油、酸洗除氧化膜、超声电镀等步骤。但是此方法需要超声波设备，增加成本。公开号为CN 101092724A、名称为“用于镀银的无氰型电镀液”的专利申请公开了一种无氰型电镀液，其配方为含有银的无机盐或有机盐、嘧啶类配位剂、支持电解质、镀液pH调节剂及电镀添加剂。公开号为CN 101311321A、名称为“一种非水无氰镀银电镀液”的专利申请公开了一种采用有机溶剂代替水作为溶剂的电镀液，其配方为银离子来源物、配位剂和电镀添加剂。上述前两种方法均需在镀银之前先行镀镍，不仅增加工艺步骤，而且增加成本。后两种电镀液维护困难，且镀件在空气中易发生钝化。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无氰镀银用电镀液。
本发明的目的还在于提供一种无氰镀银方法。
为了实现上述目的，本发明的技术方案采用了一种无氰镀银用电镀液，由以下成分配制而成：硝酸银40～45g/L，硫代硫酸钠200～250g/L，焦亚硫酸钾40～45g/L，醋酸铵20～30g/L，硫代氨基脲0.6～0.8g/L，pH保持在5～6。
所述电镀液的制备方法为先将计算量的硫代硫酸钠溶于蒸馏水中，搅拌使其全部溶解；然后将计算量的硝酸银和焦亚硫酸钾分别用蒸馏水溶解，并在搅拌下将焦亚硫酸钾溶液倒入硝酸银溶液中，生成焦亚硫酸银浑浊液后，立即将溶液缓慢的加入硫代硫酸钠溶液中，生成微黄色澄清液；再将计算量的醋酸铵加入溶液中，配制好的溶液静置后，再加入计算量的硫代氨基脲，使其全部溶解，最后用蒸馏水定溶。
本发明的技术方案还采用了一种无氰镀银方法，其是在直流电沉积作用下的无氰镀银工艺方法，包括镀件打磨、抛光→化学除油→水洗→活化处理→水洗→直流电沉积镀银→水洗→后处理→水洗→干燥→成品，具体的方法主要包括以下步骤
(1)镀银前的预处理：对镀件进行打磨抛光、除油和活化处理；
(2)直流电沉积镀银：将预处理后的镀件进行直流电沉积镀银，电流密度为0.1～0.3A/dm2，其中镀液由以下成分配制而成：硝酸银40～45g/L，硫代硫酸钠200～250g/L，焦亚硫酸钾40～45g/L，醋酸铵20～30g/L，硫代氨基脲0.6～0.8g/L，pH保持在5～6；
(3)钝化处理：镀件取出后，进行钝化处理。
所述的镀银前的预处理，其具体方法为首先用金相砂纸对基体进行打磨抛光；然后用丙酮除油；最后用浓度为36％～38％的盐酸溶液进行活化处理；镀件的基体材料包括不锈钢、铜、镍或其合金。
所述的步骤(2)中，镀银时的温度为15℃～30℃；阴阳极面积比为0.7～1∶1.5～2，阳极采用99.99wt.％的纯银板。
所述的步骤(3)中，钝化处理的方法包括以下步骤：首先在55～65g/L的三氧化二铬和15～20g/L的氯化钠混合溶液中浸渍8～10s，取出洗净，此时表面显示铬酸盐的黄色；然后在200～210g/L的硫代硫酸钠溶液中浸渍3～5s，取出洗净；接着在100～110g/L的氢氧化钠溶液中浸渍5～8s，取出洗净；最后在36％～38％的浓盐酸中浸渍10～15s，取出洗净，即得光亮的不易变色的银层。
本发明的优势在于：(1)通过直流电沉积方法使无氰镀银得以实现，镀液毒性极低或无毒，更大程度地降低了对环境和操作人员的危害，镀液稳定性及分散性优良；(2)银镀膜可以达到纳米级，并且与基体结合良好，表面平整、致密，光亮度好，抗变色能力强；(3)本方法镀银之前无需镀镍，工艺简单，操作方便，成本低廉，可以满足生产领域的需要。
具体实施方式
本发明采用的无氰镀银方法，其是在直流电沉积作用下的无氰镀银工艺方法，包括镀件打磨、抛光→化学除油→水洗→活化处理→水洗→直流电沉积镀银→水洗→后处理→水洗→干燥→成品等工艺步骤。
实施例1
本实施例的无氰镀银的电镀液的配方及制备方法为
电镀液的配方为：硝酸银40g/L，硫代硫酸钠200g/L，焦亚硫酸钾40g/L，醋酸铵20g/L，硫代氨基脲0.6g/L，pH保持在5～6。
电镀液的制备方法：先将200g的硫代硫酸钠溶于300ml的蒸馏水中，搅拌使其全部溶解；然后将40g的硝酸银和40g的焦亚硫酸钾分别用250ml的蒸馏水溶解，并在搅拌下将焦亚硫酸钾溶液倒入硝酸银溶液中，生成焦亚硫酸银浑浊液后，立即将溶液缓慢的加入硫代硫酸钠溶液中，使银离子与硫代硫酸钠络合，生成微黄色澄清液；再将20g的醋酸铵加入溶液中，配制好的溶液静置后，再加入0.6g的硫代氨基脲，使其全部溶解，最后用蒸馏水定溶至1L。
实施例2
本实施例的无氰镀银的电镀液的配方及制备方法为
电镀液的配方为：硝酸银43g/L，硫代硫酸钠230g/L，焦亚硫酸钾43g/L，醋酸铵25g/L，硫代氨基脲0.7g/L，pH保持在5～6。
电镀液的制备方法：制备方法同实施例1，只是将各成分的加入量按照配方要求作相应调整。
实施例3
本实施例的无氰镀银的电镀液的配方及制备方法为
电镀液的配方为：硝酸银45g/L，硫代硫酸钠250g/L，焦亚硫酸钾45g/L，醋酸铵30g/L，硫代氨基脲0.8g/L，pH保持在5～6。
电镀液的制备方法：制备方法同实施例1，只是将各成分的加入量按照配方要求作相应调整。
实施例4
本实施例的无氰镀银方法主要包括以下步骤：
镀银前的预处理：首先用金相砂纸对基体进行打磨抛光；然后用丙酮除油；最后用浓度为36％的盐酸溶液进行活化处理；
(2)直流电沉积镀银：将预处理后的镀件进行直流电沉积镀银，镀银时的电流密度为0.1A/dm2，温度为15℃；阴阳极面积比为0.7∶2，阳极采用99.99wt.％的纯银板；其中电镀液使用实施例1中所配制的镀液；
(3)钝化处理：首先将镀银后的镀件在55g/L的三氧化二铬和15g/L的氯化钠混合溶液中浸渍8～10s，取出洗净，此时表面显示铬酸盐的黄色；然后在200g/L的硫代硫酸钠溶液中浸渍3～5s，取出洗净；接着在100g/L的氢氧化钠溶液中浸渍5～8s，取出洗净；最后在36％的浓盐酸中浸渍10～15s，取出洗净，即得光亮的不易变色的银层。
使用上述方法，在直流电沉积作用下得到的银镀膜覆盖能力好，可以达到纳米级，且与基体结合良好，表面平整、致密，光亮度好，抗变色能力强。
实施例5
本实施例的无氰镀银方法主要包括以下步骤：
(1)镀银前的预处理：首先用金相砂纸对基体进行打磨抛光；然后用丙酮除油；最后用浓度为37％的盐酸溶液进行活化处理；
(2)直流电沉积镀银：将预处理后的镀件进行直流电沉积镀银，镀银时的电流密度为0.2A/dm2，温度为25℃；阴阳极面积比为1∶2，阳极采用99.99wt.％的纯银板；其中电镀液使用实施例2中所配制的镀液；
(3)钝化处理：首先将镀银后的镀件在60g/L的三氧化二铬和18g/L的氯化钠混合溶液中浸渍8～10s，取出洗净，此时表面显示铬酸盐的黄色；然后在205g/L的硫代硫酸钠溶液中浸渍3～5s，取出洗净；接着在105g/L的氢氧化钠溶液中浸渍5～8s，取出洗净；最后在37％的浓盐酸中浸渍10～15s，取出洗净，即得光亮的不易变色的银层。
使用上述方法，在直流电沉积作用下得到的银镀膜覆盖能力好，可以达到纳米级，且与基体结合良好，表面平整、致密，光亮度好，抗变色能力强。
实施例6
本实施例的无氰镀银方法主要包括以下步骤
(1)镀银前的预处理：首先用金相砂纸对基体进行打磨抛光；然后用丙酮除油；最后用浓度为38％的盐酸溶液进行活化处理；
(2)直流电沉积镀银：将预处理后的镀件进行直流电沉积镀银，镀银时的电流密度为0.3A/dm2，温度为30℃；阴阳极面积比为2∶3，阳极采用99.99wt.％的纯银板；其中电镀液使用实施例3中所配制的镀液；
(3)钝化处理：首先将镀银后的镀件在65g/L的三氧化二铬和20g/L的氯化钠混合溶液中浸渍8～10s，取出洗净，此时表面显示铬酸盐的黄色；然后在210g/L的硫代硫酸钠溶液中浸渍3～5s，取出洗净；接着在110g/L的氢氧化钠溶液中浸渍5～8s，取出洗净；最后在38％的浓盐酸中浸渍10～15s，取出洗净，即得光亮的不易变色的银层。
使用上述方法，在直流电沉积作用下得到的银镀膜覆盖能力好，可以达到纳米级，且与基体结合良好，表面平整、致密，光亮度好，抗变色能力强。

Claims (6)

1.一种无氰镀银用电镀液，其特征在于：所述的电镀液由以下成分配制而成：硝酸银40～45g/L，硫代硫酸钠200～250g/L，焦亚硫酸钾40～45g/L，醋酸铵20～30g/L，硫代氨基脲0.6～0.8g/L。
2.一种无氰镀银方法，其特征在于：所述方法主要包括如下步骤
(1)镀银前的预处理：对镀件进行打磨抛光、除油和活化处理；
(2)直流电沉积镀银：将预处理后的镀件进行直流电沉积镀银，电流密度为0.1～0.3A/dm2，其中镀液由以下成分配制而成：硝酸银40～45g/L，硫代硫酸钠200～250g/L，焦亚硫酸钾40～45g/L，醋酸铵20～30g/L，硫代氨基脲0.6～0.8g/L，pH保持在5～6；
(3)钝化处理：镀件取出后，进行钝化处理。
3.根据权利要求2所述的一种无氰镀银方法，其特征在于：所述的镀银前的预处理，其具体方法为首先用金相砂纸对基体进行打磨抛光；然后用丙酮除油；最后用浓度为36％～38％的盐酸溶液进行活化处理。
4.根据权利要求2所述的一种无氰镀银方法，其特征在于：所述的步骤(2)中，镀银时的温度为15℃～30℃。
5.根据权利要求2所述的一种无氰镀银方法，其特征在于：所述的步骤(2)中，用于镀银的阳极采用99.99wt.％的纯银板，阴阳极面积比为0.7～1∶1.5～2。
6.根据权利要求2所述的一种无氰镀银方法，其特征在于：所述的步骤(3)中，钝化处理的方法包括以下步骤：首先在55～65g/L的三氧化二铬和15～20g/L的氯化钠混合溶液中浸渍8～10s，取出洗净；然后在200～210g/L的硫代硫酸钠溶液中浸渍3～5s，取出洗净；接着在100～110g/L的氢氧化钠溶液中浸渍5～8s，取出洗净；最后在36％～38％的浓盐酸中浸渍10～15s，取出洗净，即得光亮的不易变色的银层。
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