CN106167908A - 一种烤架用电镀铬溶液及其电镀铬方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种烤架用电镀铬溶液及其电镀铬方法，所述溶液包括如下重量份的成分：三价铬盐：40~50份，硫酸钴：20~30份，硫酸钠：10~20份，硫酸钾：15~25份，硫酸镁：15~30份，十二烷基硫酸钠：5~10份，纳米氮化铝：5~10份，十二烷基苯磺酸钠：1~5份，二乙酸二丁基锡：1~5份，络合剂：1~5份，配位剂：1~5份，导电盐：1~5份，缓冲剂：1~5份，有机添加剂：1~5份，去离子水：80~100份。所述电镀铬溶液采用三价铬盐，对环境友好，有利于生产人员身体健康，不含铅镉汞等有害金属，镀层厚度高，硬度强，耐腐蚀能力强。

Description

一种烤架用电镀铬溶液及其电镀铬方法

技术领域

本发明属于金属表面处理技术领域，具体地，涉及一种烤架用电镀铬溶液及其电镀铬方法。

背景技术

铬是一种微带蓝色的银白色金属，相对原子质量51.99，密度6.98～7.21g/cm³，熔点为1875～1920℃，金属铬在空气中极易钝化，表面形成一层极薄的钝化膜，从而显示出贵金属的性质。

镀铬层具有很高的硬度，根据镀液成分和工艺条件不同，其硬度可在很大范围400～1200HV内变化。镀铬层有较好的耐热性，在500℃以下加热，其光泽性、硬度均无明显变化，温度大于500℃开始氧化变色，大于700℃硬度开始降低。镀铬层的摩擦系小数，特别是干摩擦系数，在所有的金属中是最低的。所以镀铬层具有很好的耐磨性。

铬镀层具有良好的化学稳定性，在碱、硫化物、硝酸和大多数有机酸中均不发生作用，但能溶于氢氯酸(如盐酸)和热的硫酸中。

经电镀铬处理后，模具、工件有如下优点：

1、表面平整、光洁、易于脱模；2、防锈；3、电镀过程中原零件变形小，表层镀铬后可增强硬度(HR65以上)，耐高温达500℃、耐腐蚀、防酸、耐磨损。

然而，电镀铬工艺中经常存在电流效率低，而且采用六价铬的电镀液对人体和环境有较大的危害性，因此电镀铬技术领域中的技术人员在尝试电镀铬溶液的替代品，例如锡-钴或锡-钴-锌三元合金可代替装饰性镀铬，化学镀镍-磷或镍-硼合金或一种铁基合金可代替耐磨镀铬等，但铬层因有其特殊的优点和用途，难以全部取代。

从化合价来分，镀铬溶液可分六价铬和三价铬两种，六价铬毒液毒性较大，而且电流效率低，一般标准六价铬电镀液电流效率只有13％左右，三价铬镀液则有电流效率高、镀液毒性低等优点，但控制起来较为困难，且镀层色泽欠佳，因此难以推广。

对于防锈切削液，目前国内主要存在如下文献：

专利公开号：CN105696028A，公开了一种可以用三价铬电镀厚铬的电镀溶液及电镀方法，有效解决了三价铬镀层不能增厚的问题。该三价铬电镀溶液的镀液成份为：氯化铬0.4～1.2mol/L，配位剂0.5～3.0mol/L，缓冲剂0.1～0.8mol/L，导电盐0.5～2.0mol/L，有机添加剂3～35g/L，其余为水。采用氯化物镀液体系和高密度石墨阳极，在25～45A/dm²的电流密度下制备出表面平整，结晶致密，与基体结合力好，厚度达到60μm以上的三价铬镀层，镀层硬度HV800以上。然而，该专利提供的电镀熔液虽然采用三价的氯化铬，但是其成分简单，电镀效果值得商榷，且不适用于烤架的电镀铬。

发明内容

为解决上述存在的问题，本发明的目的在于提供一种烤架用电镀铬溶液及其电镀铬方法，所述电镀铬溶液采用三价铬盐，对环境友好，有利于生产人员身体健康，不含铅镉汞等有害金属，镀层厚度高，硬度强，耐腐蚀能力强。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种烤架用电镀铬溶液，所述溶液包括如下重量份的成分：三价铬盐：40～50份，硫酸钴：20～30份，硫酸钠：10～20份，硫酸钾：15～25份，硫酸镁：15～30份，十二烷基硫酸钠：5～10份，纳米氮化铝：5～10份，十二烷基苯磺酸钠：1～5份，二乙酸二丁基锡：1～5份，络合剂：1～5份，配位剂：1～5份，导电盐：1～5份，缓冲剂：1～5份，有机添加剂：1～5份，去离子水：80～100份。

进一步，所述溶液包括如下重量份的成分：三价铬盐：45～50份，硫酸钴：20～25份，硫酸钠：15～20份，硫酸钾：20～25份，硫酸镁：15～25份，十二烷基硫酸钠：5～8份，纳米氮化铝：5～7份，十二烷基苯磺酸钠：1～3份，二乙酸二丁基锡：2～5份，络合剂：1～3份，配位剂：1～4份，导电盐：3～5份，缓冲剂：2～5份，有机添加剂：1～3份，去离子水：80～90份。

优选地，所述溶液包括如下重量份的成分：三价铬盐：45份，硫酸钴：25份，硫酸钠：15份，硫酸钾：20份，硫酸镁：23份，十二烷基硫酸钠：7份，纳米氮化铝：6份，十二烷基苯磺酸钠：2份，二乙酸二丁基锡：3份，络合剂：2份，配位剂：3份，导电盐：4份，缓冲剂：2份，有机添加剂：2份，去离子水：90份。

另，所述三价铬盐为硫酸铬、碱式硫酸铬、三氯化铬、碳酸铬、乙酸铬，甲酸铬或氢氧化铬。

另有，所述络合剂为苹果酸、酒石酸、草酸、甲酸、柠檬酸、5-磺基水杨酸、亚氨基二乙酸、天门冬氨酸或乙酸。

再，所述配位剂为乙醇酸、甲醇、尿素或乙内酰脲。

再有，所述导电盐为氯化钠或氯化铵。

且，所述有机添加剂为聚乙二醇、聚乙烯醇、丁炔二醇、聚乙烯亚胺或烷基酚聚氧乙烯醚。

同时，本发明还提供一种采用烤架用电镀铬溶液对烤架进行电镀的方法，所述电镀方法包括如下步骤：

1)配置电镀铬溶液

将纳米氮化铝加入十二烷基苯磺酸钠中，加入20～30份去离子水，在600～800转/分的转速下剪切分散15～20分钟，在1000～1200转/分的转速下，剪切5～10分钟，按照配比，加入所述三价铬盐、硫酸钴、硫酸钠、硫酸钾、硫酸镁、十二烷基硫酸钠、络合剂、配位剂、导电盐、缓冲剂、有机添加剂及剩余去离子水，在500～600转/分转速下搅拌10～15分钟，混合均匀，采用超声波分散，分散功率700～800W，分散时间10～15分钟，得所述电镀铬溶液；

2)烤架电镀铬

取步骤1)所得电镀铬溶液，在700～800转/分的转速搅拌2～3小时，电镀液pH值为2～3，将待镀烤架除油、除锈清洗干净，打磨光滑，作为阴极，石墨作为阳极，浸入电镀铬溶液中，溶液温度40～55℃，阴极电流密度：15～25A/dm²，电镀时间1～2小时，电镀过程中搅拌，转速为150～200转/分。

另，镀层厚度为50～80μm。

本发明的有益效果在于：

所述电镀铬溶液采用三价铬盐，对环境友好，有利于生产人员身体健康，经检测，不含铅镉汞等有害金属，添加纳米氮化铝，提升镀层活性，添加络合剂，配位剂，导电盐，缓冲剂，有机添加剂，增强镀层厚度，镀层厚度高达50～80μm，硬度高达HV高达1000～1100，耐腐蚀能力强，耐盐雾测试10～15天镀层不变色。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据厂家的条件作进一步调整，未说明的实施条件通常为常规实验条件。

本发明所提供的一种烤架用电镀铬溶液，所述溶液包括如下重量份的成分：三价铬盐：40～50份，硫酸钴：20～30份，硫酸钠：10～20份，硫酸钾：15～25份，硫酸镁：15～30份，十二烷基硫酸钠：5～10份，纳米氮化铝：5～10份，十二烷基苯磺酸钠：1～5份，二乙酸二丁基锡：1～5份，络合剂：1～5份，配位剂：1～5份，导电盐：1～5份，缓冲剂：1～5份，有机添加剂：1～5份，去离子水：80～100份。

进一步，所述溶液包括如下重量份的成分：三价铬盐：45～50份，硫酸钴：20～25份，硫酸钠：15～20份，硫酸钾：20～25份，硫酸镁：15～25份，十二烷基硫酸钠：5～8份，纳米氮化铝：5～7份，十二烷基苯磺酸钠：1～3份，二乙酸二丁基锡：2～5份，络合剂：1～3份，配位剂：1～4份，导电盐：3～5份，缓冲剂：2～5份，有机添加剂：1～3份，去离子水：80～90份。

优选地，所述溶液包括如下重量份的成分：三价铬盐：45份，硫酸钴：25份，硫酸钠：15份，硫酸钾：20份，硫酸镁：23份，十二烷基硫酸钠：7份，纳米氮化铝：6份，十二烷基苯磺酸钠：2份，二乙酸二丁基锡：3份，络合剂：2份，配位剂：3份，导电盐：4份，缓冲剂：2份，有机添加剂：2份，去离子水：90份。

另，所述三价铬盐为硫酸铬、碱式硫酸铬、三氯化铬、碳酸铬、乙酸铬，甲酸铬或氢氧化铬。

另有，所述络合剂为苹果酸、酒石酸、草酸、甲酸、柠檬酸、5-磺基水杨酸、亚氨基二乙酸、天门冬氨酸或乙酸。

再，所述配位剂为乙醇酸、甲醇、尿素或乙内酰脲。

再有，所述导电盐为氯化钠或氯化铵。

且，所述有机添加剂为聚乙二醇、聚乙烯醇、丁炔二醇、聚乙烯亚胺或烷基酚聚氧乙烯醚。

同时，本发明还提供一种采用烤架用电镀铬溶液对烤架进行电镀的方法，所述电镀方法包括如下步骤：

1)配置电镀铬溶液

将纳米氮化铝加入十二烷基苯磺酸钠中，加入20～30份去离子水，在600～800转/分的转速下剪切分散15～20分钟，在1000～1200转/分的转速下，剪切5～10分钟，按照配比，加入所述三价铬盐、硫酸钴、硫酸钠、硫酸钾、硫酸镁、十二烷基硫酸钠、络合剂、配位剂、导电盐、缓冲剂、有机添加剂及剩余去离子水，在500～600转/分转速下搅拌10～15分钟，混合均匀，采用超声波分散，分散功率700～800W，分散时间10～15分钟，得所述电镀铬溶液；

2)烤架电镀铬

取步骤1)所得电镀铬溶液，在700～800转/分的转速搅拌2～3小时，电镀液pH值为2～3，将待镀烤架除油、除锈清洗干净，打磨光滑，作为阴极，石墨作为阳极，浸入电镀铬溶液中，溶液温度40～55℃，阴极电流密度：15～25A/dm²，电镀时间1～2小时，电镀过程中搅拌，转速为150～200转/分。

另，镀层厚度为50～80μm。

其中，表1本发明各实施例所提供的一种烤架用电镀铬溶液成分列表。

表1(单位：重量份)

本发明所提供的一种烤架用电镀铬溶液及其电镀铬方法，所述电镀铬溶液采用三价铬盐，对环境友好，有利于生产人员身体健康，经检测，不含铅镉汞等有害金属，添加纳米氮化铝，提升镀层活性，添加络合剂，配位剂，导电盐，缓冲剂，有机添加剂，增强镀层厚度，镀层厚度高达50～80μm，硬度高达HV高达1000～1100，耐腐蚀能力强，耐盐雾测试10～15天镀层不变色。

需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (10)

1.一种烤架用电镀铬溶液，其特征在于，所述溶液包括如下重量份的成分：三价铬盐：40~50份，硫酸钴：20~30份，硫酸钠：10~20份，硫酸钾：15~25份，硫酸镁：15~30份，十二烷基硫酸钠：5~10份，纳米氮化铝：5~10份，十二烷基苯磺酸钠：1~5份，二乙酸二丁基锡：1~5份，络合剂：1~5份，配位剂：1~5份，导电盐：1~5份，缓冲剂：1~5份，有机添加剂：1~5份，去离子水：80~100份。

2.根据权利要求1所述的一种烤架用电镀铬溶液，其特征在于，所述溶液包括如下重量份的成分：三价铬盐：45~50份，硫酸钴：20~25份，硫酸钠：15~20份，硫酸钾：20~25份，硫酸镁：15~25份，十二烷基硫酸钠：5~8份，纳米氮化铝：5~7份，十二烷基苯磺酸钠：1~3份，二乙酸二丁基锡：2~5份，络合剂：1~3份，配位剂：1~4份，导电盐：3~5份，缓冲剂：2~5份，有机添加剂：1~3份，去离子水：80~90份。

3.根据权利要求1所述的一种烤架用电镀铬溶液，其特征在于，所述溶液包括如下重量份的成分：三价铬盐：45份，硫酸钴：25份，硫酸钠：15份，硫酸钾：20份，硫酸镁：23份，十二烷基硫酸钠：7份，纳米氮化铝：6份，十二烷基苯磺酸钠：2份，二乙酸二丁基锡：3份，络合剂：2份，配位剂：3份，导电盐：4份，缓冲剂：2份，有机添加剂：2份，去离子水：90份。

4.根据权利要求1所述的一种烤架用电镀铬溶液，其特征在于，所述三价铬盐为硫酸铬、碱式硫酸铬、三氯化铬、碳酸铬、乙酸铬，甲酸铬或氢氧化铬。

5.根据权利要求1所述的一种烤架用电镀铬溶液，其特征在于，所述络合剂为苹果酸、酒石酸、草酸、甲酸、柠檬酸、5-磺基水杨酸、亚氨基二乙酸、天门冬氨酸或乙酸。

6.根据权利要求1所述的一种烤架用电镀铬溶液，其特征在于，所述配位剂为乙醇酸、甲醇、尿素或乙内酰脲。

7.根据权利要求1所述的一种烤架用电镀铬溶液，其特征在于，所述导电盐为氯化钠或氯化铵。

8.根据权利要求1所述的一种烤架用电镀铬溶液，其特征在于，所述有机添加剂为聚乙二醇、聚乙烯醇、丁炔二醇、聚乙烯亚胺或烷基酚聚氧乙烯醚。

9.一种采用权利要求1~8中任一项所述的一种烤架用电镀铬溶液对烤架进行电镀的方法，其特征在于，所述电镀方法包括如下步骤：

1)配置电镀铬溶液

将纳米氮化铝加入十二烷基苯磺酸钠中，加入20~30份去离子水，在600~800转/分的转速下剪切分散15~20分钟，在1000~1200转/分的转速下，剪切5~10分钟，按照配比，加入所述三价铬盐、硫酸钴、硫酸钠、硫酸钾、硫酸镁、十二烷基硫酸钠、络合剂、配位剂、导电盐、缓冲剂、有机添加剂及剩余去离子水，在500~600转/分转速下搅拌10~15分钟，混合均匀，采用超声波分散，分散功率700~800W，分散时间10~15分钟，得所述电镀铬溶液；

2)烤架电镀铬

取步骤1)所得电镀铬溶液，在700~800转/分的转速搅拌2~3小时，电镀液pH值为2~3，将待镀烤架除油、除锈清洗干净，打磨光滑，作为阴极，石墨作为阳极，浸入电镀铬溶液中，溶液温度40~55℃，阴极电流密度：15~25A/dm²，电镀时间1~2小时，电镀过程中搅拌，转速为150~200转/分。

10.根据权利要求9所述的一种烤架电镀铬方法，其特征在于，镀层厚度为50~80μm。