不锈钢表面镀镍方法与流程

1.本发明涉及金属表面处理领域，特别是涉及一种不锈钢表面镀镍方法。


背景技术：

2.电镀(electroplating)就是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程，是利用电解作用使金属或其它材料制件的表面附着一层金属膜的工艺。电镀时，镀层金属或其他不溶性材料做阳极，待镀的工件做阴极，镀层金属的阳离子在待镀工件表面被还原形成镀层。为排除其它阳离子的干扰，且使镀层均匀、牢固，需用含镀层金属阳离子的溶液做电镀液，以保持镀层金属阳离子的浓度不变。电镀的目的是在基材上镀上金属镀层，改变基材表面性质或尺寸，从而起到防止金属氧化，增加硬度、提高耐磨性、导电性、光滑性、耐热性、抗腐蚀性及增进美观等作用。
3.由于不锈钢基材具有良好的性能，被广泛应用于各种领域。目前，大多数的不锈钢电镀产品的镀层一般为镀铜、镀镍、镀金等等。其中，镀镍工艺一般是在不锈钢表面直接电镀镍，这种工艺形成的镀层与不锈钢基材的结合性不佳，抗蚀能力和耐磨能力一般。


技术实现要素：

4.本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种不锈钢表面镀镍方法，能够提高镀层与不锈钢基材的结合性、抗蚀能力和耐磨能力。
5.本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
6.一种不锈钢表面镀镍方法，包括以下步骤：
7.步骤一，对不锈钢基材进行超声除油处理，水洗干燥；
8.在其中一种实施方式，在所述步骤一中，所述超声除油处理的除油液包括如下浓度的各组分：氢氧化钠40～50g/l、碳酸氢钠15～20g/l、碳酸钠10～15g/l、葡萄糖酸钠15～20g/l、磷酸三钠15～20g/l及op-10乳化剂1～5g/l；所述超声除油处理的温度为60～80℃，时间为5～10min，频率为20～40khz。
9.本发明除油液通过规定浓度配比的上述原料，可以彻底去除不锈钢基材表面油污；并通过特定温度和时间条件使其效果得以良好发挥。
10.步骤二，对所述不锈钢基材进行第一蚀刻处理，水洗干燥；
11.在其中一种实施方式，在所述步骤二中，所述第一蚀刻处理的第一蚀刻液包括如下质量浓度的各组分：醋酸5～10g/l、亚硫酸3～5g/l、高氯酸钠10～15g/l、氟化钾10～15g/l、硫酸250～300g/l、甲磺酸120～150g/l、过硫酸铵30～40g/l、葡萄糖酸钠15～20g/l、黄原胶10～15g/l、甲酯甲基纤维素10～15g/l和十二烷基硫酸钠1～3g/l；所述第一蚀刻处理的温度为20～40℃，时间为1～3min。
12.本发明第一蚀刻液通过规定浓度配比的上述原料，可以在不锈钢基材表面均匀形成多个微米级大小的沟壑，能够增加不锈钢基材与镀层结合的深度、面积和均匀性，从而可以提高不锈钢基材与镀层的结合力；并通过特定温度和时间条件使其效果得以良好发挥。
13.步骤三，对所述不锈钢基材进行第二蚀刻处理，水洗干燥；
14.在其中一种实施方式，在所述步骤三中，所述第二蚀刻处理的第二蚀刻液包括如下质量浓度的各组分：氨水15～20g/l、苯胺10～15g/l、二乙羟基胺5～10g/l、羟丙基甲基纤维素10～15g/l和海藻酸钠10～15g/l；所述第二蚀刻处理的温度为20～40℃，时间为1～3min。
15.本发明第一蚀刻液通过规定浓度配比的上述原料，可以在微米沟壑上均匀形成多个纳米孔，可以进一步地增加不锈钢基材与镀层结合的深度、面积和均匀性，从而可以进一步地提高不锈钢基材与镀层的结合力；并通过特定温度和时间条件使其效果得以良好发挥。
16.步骤四，对所述不锈钢基材进行预镀镍处理，水洗干燥；
17.在其中一种实施方式，在所述步骤四中，所述预镀镍处理的预镀镍液包括如下质量浓度的各组分：氢氧化钠100～120g/l、氧化镍10～15g/l、氯化铁0.5～1g/l和十二烷基苯磺酸钠1～3g/l；所述预镀镍的温度为20～40℃，电流密度为1～2a/dm2，时间为3～5min。
18.本发明预镀镍液通过规定浓度配比的上述原料，可以有效改善不锈钢基材表面状态，提高后续钢材上镀镍层的结合性、均匀性和致密性；并通过特定温度和电流条件使其效果得以良好发挥。
19.步骤五，对所述不锈钢基材进行电镀沙镍处理，水洗干燥；
20.在所述步骤五中，所述电镀沙镍处理的电镀沙镍液包括如下质量浓度的各组分：硫酸镍350～400g/l、氯化镍40～50g/l、硼酸40～50g/l、十二烷基硫酸钠1～3g/l、开缸剂0.1～0.2wt％、光亮剂0.05～0.1wt％和润湿剂0.1～0.3wt％；所述电镀沙镍处理的温度为50～60℃，电流密度为1～2a/dm2，时间为3～5min；
21.本发明电镀沙镍液通过规定浓度配比的上述原料，可以使镀层具有良好的机械强度、抗氧化性、耐磨性和耐腐蚀性；并通过特定温度和电流条件使其效果得以良好发挥。
22.步骤六，对所述不锈钢基材进行电镀镍钴处理，水洗干燥；
23.在所述步骤六中，所述电镀镍钴处理的电镀镍钴液包括如下质量浓度的各组分：硫酸镍250～300g/l、硫酸钴50～70g/l、氯化镍30～50g/l、硼酸40～60g/l、硫酸钠20～30g/l、酒石酸30～40g/l、三乙烯四胺20～30g/l、抗坏血酸10～15g/l、糖精1～3g/l和二甲基己炔醇5～10mg/l；所述电镀镍钴处理的温度为50～60℃，电流密度为3～5a/dm2，时间为3～5min。
24.本发明电镀镍钴液通过规定浓度配比的上述原料，可以使镀层具有良好的机械强度、抗氧化性、耐磨性和耐腐蚀性；并通过特定温度和电流条件使其效果得以良好发挥。
25.与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：
26.本发明通过特定的除油步骤彻底去除不锈钢基材表面油污；通过特定的第一蚀刻处理和第二蚀刻处理，可以在不锈钢基材表面均匀形成多个微米级大小的沟壑和纳米孔，能够增加不锈钢基材与镀层结合的深度、面积和均匀性，从而可以提高不锈钢基材与镀层的结合力；通过特定的预镀镍处理与特定的第一蚀刻处理和第二蚀刻处理协同作用，可以进一步提高不锈钢基材与镀层的结合性、均匀性和致密性；通过特定的电镀沙镍处理和电镀镍钴处理，使它们具有良好的协同作用，可以有效提高电镀产品的镀层与不锈钢基材的结合性、抗蚀能力和耐磨能力。
具体实施方式
27.为了便于理解本发明，下面将参照相关实施例对本发明进行更全面的描述。实施例中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
28.实施例1
29.一种不锈钢表面镀镍方法，包括以下步骤：
30.步骤一，对不锈钢基材进行超声除油处理，水洗干燥。
31.步骤二，对所述不锈钢基材进行第一蚀刻处理，水洗干燥。
32.步骤三，对所述不锈钢基材进行第二蚀刻处理，水洗干燥。
33.步骤四，对所述不锈钢基材进行预镀镍处理，水洗干燥。
34.步骤五，对所述不锈钢基材进行电镀沙镍处理，水洗干燥。
35.步骤六，对所述不锈钢基材进行电镀镍钴处理，水洗干燥。
36.在所述步骤一中，所述超声除油处理的除油液包括如下浓度的各组分：氢氧化钠40g/l、碳酸氢钠20g/l、碳酸钠10g/l、葡萄糖酸钠20g/l、磷酸三钠15g/l及op-10乳化剂5g/l。op-10乳化剂为上海迈瑞尔化学技术有限公司生产的产品编号：m31383的op-10乳化剂。所述超声除油处理的温度为60℃，时间为10min，频率为20khz。
37.在所述步骤二中，所述第一蚀刻处理的第一蚀刻液包括如下质量浓度的各组分：醋酸5g/l、亚硫酸5g/l、高氯酸钠10g/l、氟化钾15g/l、硫酸250g/l、甲磺酸150g/l、过硫酸铵30g/l、葡萄糖酸钠20g/l、黄原胶10g/l、甲酯甲基纤维素15g/l和十二烷基硫酸钠1g/l。所述第一蚀刻处理的温度为40℃，时间为1min。
38.在所述步骤三中，所述第二蚀刻处理的第二蚀刻液包括如下质量浓度的各组分：氨水15g/l、苯胺15g/l、二乙羟基胺5g/l、羟丙基甲基纤维素15g/l和海藻酸钠10g/l。所述第二蚀刻处理的温度为40℃，时间为1min。
39.在所述步骤四中，所述预镀镍处理的预镀镍液包括如下质量浓度的各组分：氢氧化钠100g/l、氧化镍15g/l、氯化铁0.5g/l和十二烷基苯磺酸钠3g/l。所述预镀镍的温度为20℃，电流密度为2a/dm2，时间为3min。
40.在所述步骤五中，所述电镀沙镍处理的电镀沙镍液包括如下质量浓度的各组分：硫酸镍350g/l、氯化镍50g/l、硼酸40g/l、十二烷基硫酸钠3g/l、开缸剂0.1wt％、光亮剂0.1wt％和润湿剂0.1wt％。开缸剂为高力集团(广东高力实业有限公司)生产的镀镍开缸剂。光亮剂为宁波市华迅化工有限公司生产的光亮剂zb-80。润湿剂为湖北远成赛创科技有限公司生产的hx-3089润湿剂。所述电镀沙镍处理的温度为60℃，电流密度为1a/dm2，时间为5min。
41.在所述步骤六中，所述电镀镍钴处理的电镀镍钴液包括如下质量浓度的各组分：硫酸镍250g/l、硫酸钴70g/l、氯化镍30g/l、硼酸60g/l、硫酸钠20g/l、酒石酸40g/l、三乙烯四胺20g/l、抗坏血酸15g/l、糖精1g/l和二甲基己炔醇10mg/l。所述电镀镍钴处理的温度为50℃，电流密度为5a/dm2，时间为3min。
42.实施例2
43.与实施例1的区别在于：在所述步骤一中，所述超声除油处理的除油液包括如下浓
度的各组分：氢氧化钠50g/l、碳酸氢钠15g/l、碳酸钠15g/l、葡萄糖酸钠15g/l、磷酸三钠20g/l及op-10乳化剂1g/l。所述超声除油处理的温度为80℃，时间为5min，频率为40khz。
44.在所述步骤二中，所述第一蚀刻处理的第一蚀刻液包括如下质量浓度的各组分：醋酸10g/l、亚硫酸3g/l、高氯酸钠15g/l、氟化钾10g/l、硫酸300g/l、甲磺酸120g/l、过硫酸铵40g/l、葡萄糖酸钠15g/l、黄原胶15g/l、甲酯甲基纤维素10g/l和十二烷基硫酸钠3g/l。所述第一蚀刻处理的温度为20℃，时间为3min。
45.在所述步骤三中，所述第二蚀刻处理的第二蚀刻液包括如下质量浓度的各组分：氨水20g/l、苯胺10g/l、二乙羟基胺10g/l、羟丙基甲基纤维素10g/l和海藻酸钠15g/l。所述第二蚀刻处理的温度为20℃，时间为3min。
46.在所述步骤四中，所述预镀镍处理的预镀镍液包括如下质量浓度的各组分：氢氧化钠120g/l、氧化镍10g/l、氯化铁1g/l和十二烷基苯磺酸钠1g/l。所述预镀镍的温度为40℃，电流密度为1a/dm2，时间为5min。
47.在所述步骤五中，所述电镀沙镍处理的电镀沙镍液包括如下质量浓度的各组分：硫酸镍400g/l、氯化镍40g/l、硼酸50g/l、十二烷基硫酸钠1g/l、开缸剂0.2wt％、光亮剂0.05wt％和润湿剂0.3wt％。所述电镀沙镍处理的温度为50℃，电流密度为2a/dm2，时间为3min。
48.在所述步骤六中，所述电镀镍钴处理的电镀镍钴液包括如下质量浓度的各组分：硫酸镍300g/l、硫酸钴50g/l、氯化镍50g/l、硼酸40g/l、硫酸钠30g/l、酒石酸30g/l、三乙烯四胺30g/l、抗坏血酸10g/l、糖精3g/l和二甲基己炔醇5mg/l。所述电镀镍钴处理的温度为60℃，电流密度为3a/dm2，时间为5min。
49.实施例3
50.与实施例1的区别在于：在所述步骤一中，所述超声除油处理的除油液包括如下浓度的各组分：氢氧化钠45g/l、碳酸氢钠17.5g/l、碳酸钠12.5g/l、葡萄糖酸钠17.5g/l、磷酸三钠17.5g/l及op-10乳化剂3g/l。所述超声除油处理的温度为70℃，时间为7.5min，频率为30khz。
51.在所述步骤二中，所述第一蚀刻处理的第一蚀刻液包括如下质量浓度的各组分：醋酸7.5g/l、亚硫酸4g/l、高氯酸钠12.5g/l、氟化钾12.5g/l、硫酸275g/l、甲磺酸135g/l、过硫酸铵35g/l、葡萄糖酸钠17.5g/l、黄原胶12.5g/l、甲酯甲基纤维素12.5g/l和十二烷基硫酸钠2g/l。所述第一蚀刻处理的温度为30℃，时间为2min。
52.在所述步骤三中，所述第二蚀刻处理的第二蚀刻液包括如下质量浓度的各组分：氨水17.5g/l、苯胺12.5g/l、二乙羟基胺7.5g/l、羟丙基甲基纤维素12.5g/l和海藻酸钠12.5g/l。所述第二蚀刻处理的温度为30℃，时间为2min。
53.在所述步骤四中，所述预镀镍处理的预镀镍液包括如下质量浓度的各组分：氢氧化钠110g/l、氧化镍12.5g/l、氯化铁0.75g/l和十二烷基苯磺酸钠2g/l。所述预镀镍的温度为30℃，电流密度为1.5a/dm2，时间为4min。
54.在所述步骤五中，所述电镀沙镍处理的电镀沙镍液包括如下质量浓度的各组分：硫酸镍375g/l、氯化镍45g/l、硼酸45g/l、十二烷基硫酸钠2g/l、开缸剂0.15wt％、光亮剂0.07wt％和润湿剂0.2wt％。所述电镀沙镍处理的温度为55℃，电流密度为1.5a/dm2，时间为4min。
55.在所述步骤六中，所述电镀镍钴处理的电镀镍钴液包括如下质量浓度的各组分：硫酸镍275g/l、硫酸钴60g/l、氯化镍40g/l、硼酸50g/l、硫酸钠25g/l、酒石酸35g/l、三乙烯四胺25g/l、抗坏血酸12.5g/l、糖精2g/l和二甲基己炔醇7.5mg/l。所述电镀镍钴处理的温度为55℃，电流密度为4a/dm2，时间为4min。
56.对比例1
57.与实施例3的区别在于：缺少步骤二和步骤三。
58.对比例2
59.与实施例3的区别在于：缺少步骤四。
60.对比例3
61.与实施例3的区别在于：缺少步骤五。
62.对比例4
63.与实施例3的区别在于：缺少步骤六。
64.对上述实施例和对比例的各电镀产品进行性能测试，其中，实施例3、对比例1～4的结合性、抗蚀能力和耐磨能力的测试结果见表1。
65.1.结合力：采用万能试验机进行各电镀产品的镀层与不锈钢基材的结合力测试，记录各电镀产品的结合力。
66.2.抗蚀能力：按照测试标准gb5938-86，在35
±
2℃下用浓度为5wt％的氯化钠水溶液对各电镀产品进行连续喷雾，记录各电镀产品表面出现腐蚀点的时间。
67.3.耐磨能力：采用美国诺曼仪器设备公司生产的7-ibb型rca磨耗仪，在175克力的作用下磨各电镀产品，直到各电镀产品表面露出不锈钢基材为止，记录橡胶轮转动的圈数。
68.表1实施例和对比例的性能测试表
69.电镀产品组别结合性/mpa抗蚀能力/h耐磨能力/圈实施例346.71802450对比例118.31672400对比例226.61632380对比例3—911440对比例4—83950
70.在数据对比方面：实施例1～3性能参数均优于对比例1～4，实施例1～3性能参数相近，均具有良好的均匀性、结合性、耐热性、抗蚀能力和耐磨能力。从实施例3、对比例1～2性能参数对比可知，相比于单独进行蚀刻处理或者单独进行预镀镍处理，本发明的结合力、抗蚀能力和耐磨能力均有显著提高。
71.从实施例3、对比例3～4性能参数对比可知，相比于单独电镀沙镍层或者单独电镀镍钴层，本发明的抗蚀能力和耐磨能力能够较两种单独的电镀方案的总和更具优越性。
72.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。