摘要:在研究碱性锡镍合金的电沉积过程中,讨论了镀液中各成分的含量、电镀工艺条件的改变及添加剂对锡镍合金镀层成分和外观的影响规律。获得了内应力小,同基体结合力好,表面光亮、平整致密,具有高耐蚀性的合金镀层。优化工艺为:ＳｎＣｌ215ｇ/Ｌ,ＮｉＳＯ4·6Ｈ2Ｏ35ｇ/Ｌ,Ｋ4Ｐ2Ｏ7·3Ｈ2Ｏ260ｇ/Ｌ,ＮＨ4Ｃｌ12ｇ/Ｌ,糖精2ｇ/Ｌ,十二烷基磺酸钠2.5ｇ/Ｌ,对苯二酚1.5ｇ/Ｌ,ｐＨ8.5,Ｄｋ1.5Ａ/ｄｍ2,温度30℃。
    关键词:锡镍合金;电镀;工艺条件;镀层性能
    中图分类号:ＴＱ153.2　　　文献标识码:Ａ　　　文章编号:1005 748Ｘ(2006)05 0251 04
    1　引　言
    多年以来,镀铬和镀镍一直是获得常规防护镀层的通用方法,但是六价铬毒性大,严重污染环境,而镍镀层容易造成皮肤炎症等过敏性反应,因此寻求代铬、镍镀层的工作,越来越引起人们的关注。研究结果表明[1],锡镍合金电镀具有硬度高(ＨＶ650～700),耐磨,抗氧化经久不变色,可焊性好及对皮肤无过敏性等优良特性,镀在光亮铜等基体及一些衣物系扣物上,是理想的替代镀层。锡镍合金镀液分为酸性和碱性两种工艺体系[2],酸性体系发展较早,工艺已比较成熟,碱性体系是近年来才发展起来的,它具有酸性体系无法比拟的优点:镀液较稳定,分散能力和深镀能力优良,适用于形状较复杂的电镀,对环境污染小,而且镀层美观,色调高雅。不过碱性锡镍合金电镀工艺比较单一,操作条件较苛刻,为此,笔者经过试验研究,确定了一种电沉积锡镍合金的新工艺,具有工艺配方简单、易掌握、成本低、质量好及利于环保等优点。
    2　实　验
    2.1　实验仪器及工艺流程
    用100ｍｌ烧杯作电镀槽,阴极为铁片,阳极为镍片;ＷＹＪ 151 1型直流源供给电流;ｐＨＳ 25型精密酸度计测量镀液酸度;镀层锡含量用721型分光光度计测量;所用试剂均为化学纯,电镀溶液的配制均用蒸馏水。
    电镀工艺流程为:镀件磨光→水洗→化学除油(20ｇ/ＬＮａ2ＣＯ3+60ｇ/ＬＮａＯＨ+40ｇ/ＬＮａ3ＰＯ4)→水洗→酸洗[Ｈ2ＳＯ425%～50%(体积比)+ＨＮＯ310%～30%(体积比)+ＨＣｌ0.3%～0.5%(体积比)]→弱侵蚀(70～80ｇ/ＬＨ2ＳＯ4)→水洗→电镀→水洗→钝化→空停→水洗→干燥老化。
    2.2　基础镀液的组成
    以氯化亚锡和对杂质容忍性好的硫酸镍为主盐,以焦磷酸钾为络合剂,氯化铵为主体添加剂。电镀液的组成如下:ＳｎＣｌ215ｇ/Ｌ;ＮｉＳＯ4·6Ｈ2Ｏ35ｇ/Ｌ;Ｋ4Ｐ2Ｏ7·3Ｈ2Ｏ260ｇ/Ｌ;ＮＨ4Ｃｌ12ｇ/Ｌ;镀液ｐＨ值由1∶1(体积比)的氨水和盐酸调节。
    2.3　镀膜成分分析
    采用苯芴酮分光光度法[3]直接比色分析锡,计算锡含量。
    2.4　镀层质量检测
    (1)镀层外观　目测要求镀层表面光滑平整、结晶细致、色泽均匀正常。
    (2)镀层腐蚀性能　采用ＨＤＶ 7Ｃ恒电位仪在10%的Ｈ2ＳＯ4溶液中对试样作线性扫描,以所得阳极极化曲线对镀层的耐蚀性作初步评定。
    (3)镀层内应力　采用赫尔槽实验,在赫尔槽的阴极薄片上划上8条间距为1ｃｍ的竖直刻痕(宽度小于0.1ｃｍ),背面涂渍清漆绝缘,电镀一定时间后取出,观察镀片的弯曲情况。
    (4)镀层结合力　采用划线格试验,用刃口为30°的雕刻刀在镀层表面刻划两组相距2ｍｍ的交叉平行线,划线深至金属基体,观察交叉处是否有镀层脱落。