一种无毒六价铬电镀液制造技术

本发明专利技术提供一种无毒六价铬电镀液。本发明专利技术的电镀液其溶质包括如下物质：铬酸酐、氯化镍、三氯化钛、稳定剂、硫酸、柠檬酸钠、硼酸以及络合剂，其溶剂为去离子水。本发明专利技术的电镀液无毒，但保留了含六价铬的电镀液原有的性能，使制得的镀层耐磨性好、均匀性佳。均匀性佳。

【技术实现步骤摘要】
一种无毒六价铬电镀液


[0001]本专利技术涉及电镀液领域，更具体的一种无毒六价铬电镀液。

技术介绍

[0002]目前，使用最广泛的电镀剂是六价铬电镀剂电镀的处理工艺，在金属表面生成的电镀膜耐腐蚀性能强及装饰性能较好，而且它是一种有自愈性能的电镀膜。但是，使用六价铬电镀剂的电镀工艺存在一个致命的缺点，六价铬电镀液对人体和环境的破坏太大。其电镀液中的六价铬，对人体危害十分巨大，对环境污染比较严重，被列为限期取缔物资之一。
[0003]开发研究三价铬电镀工艺技术，摈弃传统的铬酸电镀工艺，是金属电镀技术的创新，是推行绿色工业技术、保护环境的形势所需。但原本的六价铬电镀液具有很多的不可替代的优势。目前这些三价铬电镀体系虽然无毒环保，但耐蚀性及外观表现劣于六价铬电镀工艺，满足不了普通五金件电镀的要求，更不用说满足汽车部件电镀的高耐蚀。所以三价铬电镀的工艺未曾在工业上广泛应用过。
[0004]金刚石因其高硬度、摩擦系数低、导热性好、化学稳定性强、光线通过率高等优异性能在许多领域中有广泛的应用。随着人造金刚石于20世纪60年代初投入商业生产，在工具和磨具领域、石材加工、建筑装饰、热管理用金刚石/金属基符合材料等领域得到广泛应用。尤其是其较高的耐磨性、较大的机械强度，能打磨出极锋利的切削刀等特性使其成为磨削抛光中最理想、最不可替代的磨粒材料。但由于金刚石与大部分金属、陶瓷等均具有较高的界面能，使得金刚石与基体不润湿从而导致结合力较差，容易造成磨削加工过程中金刚石从基体上的早期脱落造成失效，从而影响磨具的耐磨性、可靠性和使用寿命等。而现有技术中的复合镀层的防腐性能较弱、耐磨性和硬度较差。
[0005]如何获得满足至少一种性能要求的电镀液是本领域亟待解决的问题。

技术实现思路

[0006]专利技术目的：为解决现有技术中的问题，本专利技术的目的在于提供一种无毒六价铬电镀液，可使制得的镀层耐磨性好、均匀性佳。
[0007]技术方案：本专利技术公开了一种无毒六价铬电镀液，其溶质包括如下物质：铬酸酐、氯化镍、三氯化钛、稳定剂、硫酸、柠檬酸钠、硼酸以及络合剂，其溶剂为去离子水。
[0008]在本专利技术的一些实施方案中，相对于1L的电镀液，其溶质包括如下物质：40
‑
90g(例如40g、45g、50g、55g、60g、65g、70g、75g、80g、85g、90g)铬酸酐、10
‑
50g(例如10g、15g、20g、25g、30g、35g、40g、45g、50g)氯化镍、50
‑
100g(例如50g、55g、60g、65g、70g、75g、80g、85g、90g、95g、100g)三氯化钛、5
‑
10g(例如5g、6g、7g、8g、9g、10g)稳定剂、0.5
‑
3g硫酸(例如0.5g、1g、1.5g、2g、2.5g、3g)、20
‑
50g(例如20g、25g、30g、35g、40g、45g、50g)柠檬酸钠、20
‑
50g(例如20g、25g、30g、35g、40g、45g、50g)硼酸以及0.1
‑
5g(例如0.1g、0.5g、1g、2g、3g、4g、5g)络合剂，溶剂为无溶解氧的去离子水。
[0009]在本专利技术中，通过加入三氯化钛，在电镀时发生氧化还原反应，使得电镀液中不存
在六价铬残留，在保留电镀液原有性能的情况下，极大降低了电镀液的毒性。
[0010]在本专利技术的一些实施方案中，相对于1L的电镀液，其溶质包括如下物质：50
‑
70g铬酸酐、30
‑
50g氯化镍、60
‑
80g三氯化钛、5
‑
7g稳定剂、1.5
‑
3g硫酸、30
‑
40g柠檬酸钠、30
‑
40g硼酸以及1
‑
3g络合剂。
[0011]在本专利技术的一些实施方案中，稳定剂为硫酸亚铁、氯化亚铜中任意一种或至少两种的组合。
[0012]在本专利技术的一些实施方案中，络合剂为部分成盐的聚天冬氨酸盐、部分成盐的聚丙烯酸钠、部分成盐的聚丙烯酸铵中任意一种或至少两种的组合，优选为聚天冬氨酸盐。
[0013]在本专利技术的一些实施方案中，部分成盐的聚天冬氨酸盐、部分成盐的聚丙烯酸钠以及部分成盐的聚丙烯酸铵中成盐部分优选为20
‑
50％(例如20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％)。
[0014]在本专利技术的一些实施方案中，溶剂为无溶解氧的去离子水。
[0015]在本专利技术中，溶剂优选为无溶解氧的去离子水有效提高了三氯化铁的稳定性。
[0016]在本专利技术的一些实施方案中，无溶解氧的去离子水的最终氧含量为小于1ppm(例如1ppm、0.9ppm、0.6ppm、0.3ppm、0.1ppm)，优选地，无溶解氧的去离子水的最终氧含量为小于0.3ppm。
[0017]在本专利技术的一些实施方案中，无溶解氧的去离子水的制备方法为：
[0018]在接有真空管和通气管的反应器中，通入高纯氮气同时抽真空，将反应器加热到90
‑
100℃，此时反应器中水保持微沸腾状态，控制出水口流速为10
‑
50g/min(例如10g/min、15g/min、20g/min、25g/min、30g/min、35g/min、40g/min、45g/min)，直至去离子水中的氧含量小于1ppm时结束。
[0019]在本专利技术的一些实施方案中，高纯氮气的通气量为0.1～2L/min(例如，0.1L/min、0.5L/min、1L/min、1.5L/min、2L/min)，优选为0.5L/min。
[0020]在本专利技术的一些实施方案中，真空度控制在
‑
0.1～
‑
1mpa(例如
‑
0.1mpa、
‑
0.2mpa、
‑
0.3mpa、
‑
0.4mpa、
‑
0.5mpa、
‑
0.6mpa、
‑
0.7mpa、
‑
0.8mpa、
‑
0.9mpa、
‑
1mpa)，优选为
‑
0.1～
‑
0.3mpa。
[0021]另一方面，本专利技术提供一种无毒六价铬电镀液的制备方法：
[0022]将反应容器抽真空，加入稳定剂、柠檬酸钠、络合剂在去离子水中充分溶解，依次加入三氯化钛、氯化镍混合均匀，再依次加入酪酸苷、硫酸和硼酸，定容，在40
‑
80℃(例如40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃)下，充分搅拌溶解，通过真空吸料导入到密闭容器中。
[0023]再一方面，本专利技术提供一种在金刚石上形成镀层的应用。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无毒六价铬电镀液，其特征在于，其溶质包括如下物质：铬酸酐、氯化镍、三氯化钛、稳定剂、硫酸、柠檬酸钠、硼酸以及络合剂，其溶剂为去离子水。2.根据权利要求1所述的一种电镀液，其特征在于，相对于1L的电镀液，所述溶质包括如下物质：40
‑
90g铬酸酐、10
‑
50g氯化镍、50
‑
100g三氯化钛、5
‑
10g稳定剂、0.5
‑
3g硫酸、20
‑
50g柠檬酸钠、20
‑
50g硼酸以及0.1
‑
5g络合剂，溶剂为无溶解氧的去离子水。3.根据权利要求2所述的一种电镀液，其特征在于，所述稳定剂为硫酸亚铁、氯化亚铜中任意一种或至少两种的组合。4.根据权利要求2所述的一种电镀液，其特征在于，所述络合剂为部分成盐的聚天冬氨酸盐、部分成盐的聚丙烯酸钠、部分成盐的聚丙烯酸铵中任意一种或至少两种的组合。5.根据权利要求4所述的一种电镀液，其特征在于，所述部分成盐的聚天冬氨酸盐、所述部分成盐的聚丙烯酸钠以及所述部分成盐的聚丙烯酸铵中成盐部分为20
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【专利技术属性】
技术研发人员：刘仪，
申请(专利权)人：锦矽半导体上海有限公司，
类型：发明
国别省市：