專利名稱：一種超聲波輔助仿金電鍍工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及超聲波輔助化學(xué)鍍鎳工藝，特別涉及超聲波輔助仿金電鍍工藝，屬于化學(xué)鍍兼電鍍技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
超聲波電化學(xué)是將超聲輻射與電化學(xué)方法相結(jié)合，是超聲化學(xué)和電化學(xué)學(xué)科交叉的前沿研究領(lǐng)域之一。超聲波在化學(xué)鍍中的應(yīng)用方面已有報道，如低溫下超聲波對化學(xué)鍍鎳工藝的研究、塑料上超聲波化學(xué)鍍鎳工藝研究、金剛石表面化學(xué)鍍銅-鎳雙層合金等，但應(yīng)用于仿金電鍍尚未見報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對傳統(tǒng)的仿金鍍電鍍速低，鍍層質(zhì)量不高的不足，把超聲波引入仿金電鍍中，遠遠增大了工作電流，加快了沉積速度，改善電鍍層的質(zhì)量。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的工藝包括預(yù)鍍基體、化學(xué)鍍前預(yù)處理、化學(xué)鍍鎳、化學(xué)鍍鎳后水洗、仿金電鍍、仿金電鍍后水洗、鈍化、鈍化后水洗、干燥。其特點在于化學(xué)鍍鎳、仿金電鍍、鈍化后水洗過程引入了超聲波；仿金鍍電鍍液pH為8.5-9.5；仿金電鍍電流密度為5.0-7.0A/dm2；仿金電鍍溫度為30-35℃；仿金電鍍時間為35-55秒。工藝流程見圖1。
實驗得出超聲波作用、溫度、pH值、電鍍時間均對仿金鍍層外觀有影響，見表1a、表1b、表2a、表2b、表3、表4；超聲波作用對鍍層的沉積厚度有影響見表5，可見在不同的工作條件下，所采用的工作電流密度也不一樣，得到的沉積厚度也有所不同。
隨著超聲波的加入，鍍層的顏色、外觀、質(zhì)量等方面發(fā)生了明顯的變化。經(jīng)過詳細的研究，認為出現(xiàn)這種情況的原因主要歸因于超聲波的強烈去極化作用。實質(zhì)上就是超聲波的機械振動和空化現(xiàn)象在電鍍?nèi)芤褐袑U散層的特殊攪拌引起的強烈去極化作用。這種作用能夠大大減少濃差極化，因而允許使用大電流密度以提高鍍層的沉積效率，同時能夠獲得致密平整的良好鍍層。
表1a.超聲波作用下陰極電流密度對仿金鍍層外觀的影響

表1b.無超聲波作用時陰極電流密度對仿金鍍層外觀的影響

表2a.超聲波作用下pH值對仿金鍍層外觀的影響

表2b.無超聲波作用時pH值對仿金鍍層外觀的影響

表3 溫度對仿金鍍層外觀的影響

表4.電鍍時間對仿金鍍層色澤的影響

表5.超聲波作用的鍍層和普通鍍層的不同沉積厚度的對比

a-超聲波作用，b-無超聲波作用對施加與未施加超聲波時所得到的仿金鍍層的表面進行掃描電鏡分析，結(jié)果如下圖1為非超聲波作用鍍層電鏡掃描圖，圖2為超聲波作用鍍層電鏡掃描圖。由圖1、圖2可見，沒有經(jīng)過超聲波作用鍍層形成無數(shù)的氣泡空洞，經(jīng)過超聲波作用的鍍層明顯消除了這種氣泡空洞?？梢姵暡▽Ω淖冨儗拥馁|(zhì)量，增加鍍層的致密性有較強的作用。
本發(fā)明工藝成本較低，操作溫度不高，引入超聲波之后，使電鍍采用的電流密度與無超聲波的情況下相比提高7倍以上，加快沉積速度，消除了鍍層的空隙率，增加了鍍層的致密性和厚度，基材與鍍層間的結(jié)合力高，鍍層耐蝕性高，鍍件表面平整美觀，電鍍工藝符合環(huán)保要求，具有很好的應(yīng)用前景。


圖1為本發(fā)明工藝流程圖。
圖2為非超聲波作用鍍層電鏡掃描圖。
圖3為本發(fā)明超聲波作用鍍層電鏡掃描圖。
具體實施例方式
實施例1采用7cm×3cm×0.1cm的鋼片作為基體，用沙除去表面的銹跡，打磨光亮平整。水洗凈，用40g/L NaOH超聲堿性除油5分鐘，蒸餾水超聲水洗5分鐘，再用3％的HCl超聲酸洗3分鐘，蒸餾水洗凈。然后放入已經(jīng)配制好的鍍液中，溫度控制在50℃，超聲化學(xué)鍍鎳1小時。鍍液的配制，配方如下NiSO4·6H2O 48g，檸檬酸鈉48g，次磷酸鈉25g，緩沖劑40g，穩(wěn)定劑1mg，光亮劑0.5g/L。
1.稱取計量的NiSO4·6H2O，檸檬酸鈉，次磷酸鈉，緩沖劑，穩(wěn)定劑，光亮劑分別溶解在適量的水中。
2.將NiSO4·6H2O溶液倒入檸檬酸鈉中混合均勻，然后加入次磷酸鈉溶液和其他試劑。
3.用蒸餾水稀釋到一升，使用時用氨水調(diào)節(jié)pH值為8。
接著將鍍鎳鋼片用蒸餾水洗凈。放入仿金電鍍液中作為陰極電鍍40秒，電流密度為6.0A/dm2，溫度為30℃。pH值控制為9，仿金電鍍液配方CuSO4·5H2O50g/L；ZnSO4·2H2O15g/L；SnCl2·2H2O5g/L；焦磷酸鉀300g/L；KNaC4H4O30g/L；K3C6H5O730g/L；氨三乙酸30g/L；Na2CO320g/L；HIP-510酸銅添加劑0.8g/L電鍍完畢用蒸餾水沖洗干凈。
采用35g/L K2Cr2O7溶液，在50℃的條件下，用冰醋酸調(diào)節(jié)pH值為3.5，鈍化15分鐘，然后用用蒸餾水超聲水洗干凈。在室溫下，用冷風(fēng)干燥。
實施例2采用6cm×3cm×0.2cm的ABS塑料即丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物作為基體，用含30g/L NaOH，30g/L Na3PO4，30g/LNaCO3溶液超聲堿性除油5分鐘，蒸餾水超聲水洗5分鐘，再用CrO3(400g/L)和H2SO4(400mL/L)兩種強酸強氧化性的粗化溶液對ABS塑料表面分子結(jié)構(gòu)產(chǎn)生化學(xué)蝕刻作用，使塑料表面形成無數(shù)凹槽微孔，蒸餾水洗凈。采用15g/L SnCl2加20mL/L HCl的敏化溶液，于室溫，將粗化過的ABS塑料放置于敏化溶液中浸泡4分鐘，取出后水洗至中性。采用0.4g/L PdCl2加5mL/L HCl活化液，于室溫，將敏化過的塑料ABS放置于活化溶液中浸泡3分鐘，取出后水洗凈。然后放入已經(jīng)配制好的鍍液中，溫度控制在50℃，超聲化學(xué)鍍鎳1小時。鍍液的配制配方同實施例1。仿金電鍍配方和工藝同實施例1。
權(quán)利要求
1.一種超聲波輔助仿金電鍍工藝，包括預(yù)鍍基體、化學(xué)鍍前預(yù)處理、化學(xué)鍍鎳、化學(xué)鍍鎳后水洗、仿金電鍍、仿金電鍍后水洗、鈍化、鈍化后水洗、干燥，其特征在于化學(xué)鍍鎳、仿金電鍍、鈍化后水洗過程引入超聲波；仿金鍍電鍍液pH為8.5-9.5；仿金電鍍電流密度為5.0-7.0A/dm2；仿金電鍍溫度為30-35℃；仿金電鍍時間為35-55秒。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種超聲波輔助仿金電鍍工藝。工藝包括預(yù)鍍基體、化學(xué)鍍前預(yù)處理、化學(xué)鍍鎳、化學(xué)鍍鎳后水洗、仿金電鍍、仿金電鍍后水洗、鈍化、鈍化后水洗、干燥，特征在于化學(xué)鍍鎳、仿金電鍍、鈍化后水洗過程引入超聲波；仿金鍍電鍍液pH為8.5－9.5；仿金電鍍電流密度為5.0－7.0A/dm
文檔編號C23C28/02GK1900379SQ20061010107
公開日2007年1月24日 申請日期2006年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月8日
發(fā)明者李建平, 魏小平, 吳高亮 申請人:桂林工學(xué)院