[发明专利]氨基磺酸镀镍液和镀镍方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属表面电镀液，尤其涉及一种氨基磺酸镍电镀液，及镀镍方法。

背景技术

电镀技术是表面工程技术的重要内容之一，是制造业产业链中不可缺少的一个环节。虽然电镀层具有功能性、防腐性及装饰性的特点，但是电镀行业却是一个高污染的行业，其生产过程中需要大量耗能、耗水及消耗有色金属。随着科学技术的突飞猛进及先进制造业的高速发展，对电镀技术也提出了更多更高的要求，为此电镀新工艺、新材料及新设备不断涌现。

镀镍在电镀生产中占有重要的地位，被广泛应用于防护装饰及功能性电镀中。镀镍方法的种类繁多，主要有瓦特型镀镍、氨基磺酸镀镍、全硫酸盐镀镍和氯化物镀镍等。在诸多方法中，由于氨基磺酸镀镍以其沉积速度快、结晶细致、镀液分散性好以及能获得低应力的柔韧性厚镀层，而被广泛应用于电铸、尺寸修复、印制镀金前镀镍及快速自动化生产中。

中国发明专利ZL98114933.2公开了一种电镀低应力镍的组合物及其电镀方法。其组合物包括1—7个碳原子的烷链磺酸镍、芳族磺酸、卤化镍及缓冲盐，该组合物用于钢管、钢丝和扁钢的镀镍。

中国发明专利申请200610159936.4公开了一种镍电镀液的制造方法，该方法使用硫酸镍、柠檬酸钠和柠檬酸配制镍电镀液，并将其应用于铜箔的电镀中。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种氨基磺酸镍电镀液，包括氨基磺酸镍、硼酸和氯化镍。用该电镀液电镀金属表面，形成的镀层稳定性良好、且连续完整、无针孔、无起泡脱落，镀层无残余应力。

本发明的另一个目的在于提供一种氨基磺酸镍电镀液，包括氨基磺酸镍、硼酸、氯化镍和光亮剂。用该电镀液电镀金属表面，形成的镀层稳定性良好、且连续完整、无针孔、无起泡脱落，镀层无残余应力。加入光亮剂后制得的镀层更平整和光亮。

本发明的另一个目的在于提供一种氨基磺酸镍电镀方法，铝合金使用该方法电镀镍后，制得的产品表面形成稳定性良好、光亮平整、连续完整、无起泡脱落的镍镀层。

本发明所述的氨基磺酸镍镀液通过液体氨基磺酸镍、缓冲液和氯化镍的组合，形成pH值范围为3.1—4.9的混合电镀盐溶液。

电镀过程中，氨基磺酸镍提供不断消耗的Ni²⁺离子，其含量范围选择较宽。当其在电镀液中的含量较低时(小于200g/L)，镀液分散性好，所得镀层结晶细致，但沉积速度慢。当其在电镀液中的含量过高时(大于800g/L)，镀液分散性差，从而使得镀液带出量大。

氯化镍具有较好的水溶性，并为电镀提供氯离子。镀液中的氯离子使得阳极溶解的Ni²⁺离子与Cl^-离子相互作用并迅速扩散，从而防止阳极区Ni²⁺离子浓度过高而发生的阳极钝化情形，还能进一步加快Ni²⁺离子在阳极的溶解。当氯离子浓度过高时(大于50g/L)，所制得的镀层硬度及内应力过大。氯离子浓度较低时(小于2.7g/L)，虽然所得镀层延展性好，内应力也低，但是易导致阳极钝化和pH值下降，使得镀液不稳定。

缓冲液起到控制电镀液pH值的作用。pKa值在3.1—4.9范围内的弱酸及其盐均可以作为本发明所述电镀液的缓冲液使用。常用缓冲液如：50mM甘氨酸—盐酸(pH范围2.2—5.0)、50mM邻笨二甲酸—盐酸(pH范围2.2—3.8)、100mM柠檬酸—柠檬酸钠(pH范围3.0—6.6)和200mM乙酸—乙酸钠(pH范围3.6—5.8)等。

一种氨基磺酸镍电镀液由氨基磺酸镍、硼酸和氯化镍组成，其中氨基磺酸镍的浓度为100—1000g/L，硼酸浓度为10—100g/L，氯化镍浓度为5—90g/L，溶液pH值为3.5—4.5。

另一种氨基磺酸镍电镀液由氨基磺酸镍、硼酸和氯化镍组成，其中氨基磺酸镍的浓度为200—800g/L，硼酸浓度为10—100g/L，氯化镍浓度为5—90g/L，溶液pH值为3.8—4.2。

另一种氨基磺酸镍电镀液，其中氨基磺酸镍的浓度为150g/L，硼酸浓度为10g/L，氯化镍浓度为5g/L，溶液pH值为3.8—4.2。

另一种氨基磺酸镍电镀液，其中氨基磺酸镍的浓度为300g/L，硼酸浓度为25g/L，氯化镍浓度为15g/L，溶液pH值为3.8—4.2。

另一种氨基磺酸镍电镀液，其中氨基磺酸镍的浓度为480g/L，硼酸浓度为40g/L，氯化镍浓度为25g/L，溶液pH值为3.8—4.2。