[发明专利]一种通过外加磁场提高电镀层沉积速率的方法

说明书

技术领域

本发明涉及电镀方法，具体涉及一种通过外加磁场提高电镀层沉积速率的方法。

背景技术

锡-锌合金电镀由于耐腐蚀性、加工性、软钎焊性优异，因此其作为汽车部件和电子部件等工业用电镀而逐渐受到瞩目并被广泛使用。作为该锡-锌合金电镀所使用的镀浴，提出了碱性氰化浴、焦磷酸浴、氟硼酸浴、磺酸浴、羧酸浴等，其中一部分已被实用化。

在使用这些电镀浴的以往的方法中，为了缩短处理时间而在高电流密度下处理时，产生电镀的粗糙沉积、泛黄、烧焦等，并且破坏了锡-锌合金镀的特性，因此，高速电镀的实用化是困难的。现实中，只停留在将被镀物安装在夹具上进行处理的挂镀方式(最大电流密度3A/dm2左右)和将被镀物装入筒中进行处理的筒镀方式(最大电流密度1A/dm2)被实用化。此外，以短时间进行锡-锌合金电镀时，一直使用将锡和锌各自分别进行电镀并使其合金化的方法或使用锡-锌合金的熔融盐的熔融镀法。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种通过外加磁场提高电镀层沉积速率的方法。所述本发明的目的在于提供一种电镀方法，该方法使在以往的锡-锌合金电镀中成为困难的以短时间进行处理成为可能。

本发明基于如下的见解而完成：电磁场的能量密度高且易控制，它对材料施加作用的方式是非接触式的，可传递热能和动能给材料而不对材料造成污染，因而电磁场能提供非常清洁的材料加工技术。磁场能够改变电镀溶液的物理化学性能，也能对电结晶过程产生影响，镀液施加磁场后能产生磁流体力学(MHD)效应；从而增加电镀锡锌合金的速率，从而可以以短时间进行锡-锌合金电镀。

即，本发明提供一种通过外加磁场提高电镀层沉积速率的方法的方法，被镀物通过浸渍脱脂、酸洗、电解洗涤和活化中的至少1种操作进行预处理之后，再进行电镀工序；其特征在于：电镀液为锡-锌合金镀浴，其含有羟基羧酸或其盐，并且锡-锌合金镀浴的pH为2～10；电镀时施加1.2-1.5T的稳态磁场。

该方法在镀浴温度为30～90℃、镀液的搅拌速度为5～300m/min以及阴极电流密度为5～200A/dm2的条件下进行。

本发明的电镀方法中的镀浴温度为30～90℃，优选为40～60℃，镀液的搅拌速度为5～300m/min，优选为10～100m/min。镀液的搅拌具体可以适用由泵进行液循环的喷流式的电镀装置、钢板的电镀装置等。电镀装置只要是耐热、耐化学药品性的材质的装置，则任意均可，可以使用不锈钢、钛等金属；氯乙烯、特氟隆(注册商标)、ABS树脂等。此外，为了提高镀膜厚度和镀合金组成的均匀性，优选为可获得对被镀物整体均匀的镀液搅拌速度的装置。

对于本发明的电镀方法中使用的锡-锌合金电镀浴而言，还可以使用本领域技术人员公知的任意的镀浴，优选为含有羟基羧酸或其盐的镀浴。

作为羟基羧酸，优选1分子内具有-个或二个以上羟基和一个或二个以上羧基的化合物。作为羟基羧酸的具体例子，可以列举柠檬酸、酒石酸、苹果酸、乙醇酸、甘油酸、乳酸、β-羟基丙酸和葡糖酸。优选为柠檬酸、酒石酸、苹果酸和葡糖酸。此外，作为羟基羧酸盐的具体例，可以列举上述羟基羧酸的碱金属盐(钠、钾、锂盐)、碱土类金属盐(镁、钙、钡盐等)、二价锡盐、锌盐、铵盐和有机胺盐(单甲胺、二甲胺、三甲胺、乙胺、异丙胺、乙二胺、二乙三胺等)。优选为柠檬酸、酒石酸、苹果酸或葡糖酸的钠、钾、锂盐、二价锡和锌盐。这些羟基羧酸及其盐可以单独使用，也可以混合2种以上使用，镀浴中的浓度为0.25～3mol/L、优选为0.3～1.5mol/L。另外，使用羟基羧酸盐作为二价锡盐和/或锌盐时，金属离子的反离子羟基羧酸也构成上述浓度的一部分。

含有羟基羧酸或其盐的镀浴的pH优选为2～10，更优选为3～9。镀浴的pH可以使用氢氧化物和碳酸化物等碱性化合物、无机酸、有机酸等酸性化合物等进行调整。具体而言，可以举出氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、碳酸钠、碳酸钾、碳酸锂、氨水等碱性化合物；硫酸、盐酸、氨基磺酸、甲磺酸、苯酚磺酸等酸性化合物。