钕铁硼电镀镍溶液及其制备方法、使用方法和电镀件

摘要

本发明公开了一种钕铁硼电镀镍溶液，包括以下浓度的组分：250‑300g/L的硫酸镍，15‑25g/L的硫酸镁，40‑50g/L的硫酸钠，10‑15g/L的氯化钠，40‑60g/L的硼酸，1‑3g/L的醋酸，0.5‑0.8g/L的糖精，3‑5g/L的氟化钠，余量为水。本发明还公开了钕铁硼电镀镍溶液的制备方法、使用方法和电镀件。本发明能够满足不同大小、形状的钕铁硼产品的结合力要求、盐雾试验的要求，镀件性能好。

权利要求

1.钕铁硼电镀镍溶液，其特征在于，配方包括以下浓度的组分：250-300 g/L的硫酸镍，

15-25 g/L的硫酸镁，40-50 g/L的硫酸钠，10-15 g/L的氯化钠，40-60 g/L的硼酸，1-3 g/L的醋酸，0.5-0.8 g/L的糖精，3-5 g/L的氟化钠，余量为水；

制备方法包括以下制备步骤：

S1、加纯水至电镀槽2/3处位置，升温至60-70℃；

S2、加入以上浓度的组分，搅拌使其完全溶解；

S3、加入碳酸镍，调节pH值至4.8-5.2；

S4、加入2-4 mL/L双氧水，搅拌打气2 h，双氧水以10 vol.%的双氧水溶液形式加入；

S5、加入2-4 g/L活性炭，搅拌2 h，静置6-8 h；

S6、过滤；

S7、用10 wt.%硫酸调整pH值至4.0-4.8；

2

S8、用瓦楞板按电流密度为0.1-0.4 A/dm电解6 h以上，直至低电流密度区由暗黑变为浅灰色为止；

使用方法包括，调节钕铁硼电镀镍溶液的pH值至4.0-5.5，加温至40-60℃，把经除油和酸洗的钕铁硼产品浸入钕铁硼磁体电镀镍溶液中作为阴极，以金属镍作为阳极，通入直流电，获得镀层。

2.如权利要求1所述的钕铁硼电镀镍溶液，其特征在于，配方还包括以下浓度的组分：

0.05 g/L对乙苯磺酰胺，0.1 g/L的3-丁炔-1-醇，0.04 g/L对甲苯亚磺酸钠，0.4 g/L烯丙基磺酸钠。

3.如权利要求1所述的钕铁硼电镀镍溶液，其特征在于，制备方法还包括以下维护步骤：A、每周化验一次，按照化验结果进行补充各组分至以上浓度；

B、加入1-2mL/L双氧水，搅拌打气2 h，双氧水以10 vol.%的双氧水溶液形式加入；

C、活性炭过滤4 h；

D、用瓦楞板按电流密度为0.1-0.4 A/dm2电解4 h以上，直至低电流密度区由暗黑变为浅灰色为止。

4.如权利要求1所述的钕铁硼电镀镍溶液，其特征在于，使用方法把钕铁硼产品浸入钕铁硼磁体电镀镍溶液前，向钕铁硼磁体电镀镍溶液通入惰性气体至3 MPa，搅拌，保压1 h，然后泄压至大气压，降温至室温，抽至负压，即可。

5.钕铁硼电镀件，由钕铁硼产品在权利要求1-4任一项所述的钕铁硼电镀镍溶液中电镀得到。

6.如权利要求5所述的钕铁硼电镀件，其特征在于，所述钕铁硼电镀件为表面具有镍镀层的钕铁硼电镀件。

说明书

钕铁硼电镀镍溶液及其制备方法、使用方法和电镀件

技术领域

[0001] 本发明涉及电镀技术领域。更具体地说，本发明涉及一种钕铁硼电镀镍溶液及其制备方法、使用方法和电镀件。

背景技术

[0002] 随着钕铁硼应用领域的扩大，客户对产品的提出的要求不断提高，产品形状越来越复杂，单位面积也不断增大，对电镀技术水平要求越来越高，上镀快、结合力好、盐雾时间长成为电镀追求的目标，为此，电镀技术人员采用多种方法来提高电镀的质量和效果，尤其是和产品结合的第一层镍。电镀时，第一层镍的溶液是决定电镀效果的关键，重中之重。第一层镍电镀好，意味着能满足结合力要求，结合力好了，又能延长盐雾试验的时间，所以，如何提高第一层镍溶液的配比，增强结合力及盐雾时间成了钕铁硼面临的最急需解决的课题。

发明内容

[0003] 本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

[0004] 本发明还有一个目的是提供一种钕铁硼电镀镍溶液及其制备方法、使用方法和电镀件，其能够满足不同大小、形状的钕铁硼产品的结合力要求、盐雾试验的要求，镀件性能好。

[0005] 为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种钕铁硼电镀镍溶液，包括以下浓度的组分：250-300g/L的硫酸镍，15-25g/L的硫酸镁，40-50g/L的硫酸钠，10-15g/L的氯化钠，40-60g/L的硼酸，1-3g/L的醋酸，0.5-0.8g/L的糖精，3-5g/L的氟化钠，余量为水。

[0006] 优选的是，还包括以下浓度的组分：0.05g/L对乙苯磺酰胺，0.1g/L的3-丁炔-1-醇，0.04g/L对甲苯亚磺酸钠，0.4g/L烯丙基磺酸钠。

[0007] 钕铁硼电镀镍溶液的制备方法，包括以下制备步骤：

[0008] S1、加纯水至电镀槽2/3处位置，升温至60-70℃；

[0009] S2、加入以上浓度的组分，搅拌使其完全溶解；

[0010] S3、加入碳酸镍，调节pH值至4.8-5.2；

[0011] S4、加入2-4mL/L双氧水，搅拌打气2h，双氧水以10vol.％的双氧水溶液形式加入；

[0012] S5、加入2-4g/L活性炭，搅拌2h，静置6-8h；

[0013] S6、过滤；

[0014] S7、用10wt.％硫酸调整pH值至4.0-4.8；

[0015] S8、用瓦楞板按电流密度为0.1-0.4A/dm2电解6h以上，直至低电流密度区由暗黑变为浅灰色为止。

[0016] 优选的是，还包括以下维护步骤：

[0017] A、每周化验一次，按照化验结果进行补充各组分至以上浓度；

[0018] B、加入1-2mL/L双氧水，搅拌打气2h，双氧水以10vol.％的双氧水溶液形式加入；

[0019] C、活性炭过滤4h；

[0020] D、用瓦楞板按电流密度为0.1-0.4A/dm2电解4h以上，直至低电流密度区由暗黑变为浅灰色为止。

[0021] 钕铁硼电镀件，由钕铁硼产品在钕铁硼电镀镍溶液中电镀得到。

[0022] 优选的是，所述钕铁硼电镀件为表面具有镍镀层的钕铁硼电镀件。

[0023] 钕铁硼电镀镍溶液的使用方法，调节钕铁硼电镀镍溶液的pH值至4.0-5.5，加温至40-60℃，把经除油和酸洗的钕铁硼产品浸入钕铁硼磁体电镀镍溶液中作为阴极，以金属镍作为阳极，通入直流电，获得镀层。

[0024] 优选的是，把钕铁硼产品浸入钕铁硼磁体电镀镍溶液前，向钕铁硼磁体电镀镍溶液通入惰性气体至3MPa，搅拌，保压1h，然后泄压至大气压，降温至室温，抽至负压，即可。

[0025] 本发明至少包括以下有益效果：

[0026] 第一、本发明增加了15-25g/L的硫酸镁、40-50g/L的硫酸钠作为导电盐，增强了溶液的导电能力，提高了电流密度，提高了电流效率，也缩短了上镀镍层的时间，提高了产品基体与镀层的结合力，也可以对电镀过程中产生的针孔有一定的弥补作用，镁离子和钠离子在镀液中存在有一定的整平性，电镀结晶细腻，对延长大产品的盐雾试验也有一定的好处，用氯化钠替代氯化镍，可以降低一定的电镀成本；

[0027] 第二、本发明的配方中增加对乙苯磺酰胺、3-丁炔-1-醇、对甲苯亚磺酸钠、烯丙基磺酸钠，通过不饱和碳键吸附在阴极的生长点上，增大阴极极化，使阴极表面生长速度趋于一致，吸附、脱附动态平衡，平衡镀层张应力，减小镀层的晶粒尺寸，使镀层延展性好，针孔少，进行惰性气体的高压溶解-真空分离，使镀液原料整平，阻碍电镀时镍离子的放电反应，抑制镀层洁净的成长，使阴极上沉积的晶粒有规则的平行于基体表面排列，晶粒细化，镀层光亮。

[0028] 本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

[0029] 图1为圆片中心点为低电流区测试点的示意图；

[0030] 图2为圆片边缘1mm处为高电流区测试点的示意图。

具体实施方式

[0031] 下面结合实例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

[0032] 应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

[0033] 需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。

[0034] <实例1>

[0035] 钕铁硼电镀镍溶液，包括以下浓度的组分：250g/L的硫酸镍，15g/L的硫酸镁，40g/L的硫酸钠，10g/L的氯化钠，40g/L的硼酸，1g/L的醋酸，0.5g/L的糖精，3g/L的氟化钠，余量为水。

[0036] 制备方法包括以下步骤：

[0037] S1、加纯水至电镀槽2/3处位置，升温至60-70℃；

[0038] S2、加入以上浓度的组分，搅拌使其完全溶解；

[0039] S3、加入碳酸镍，调节pH值至4.8-5.2；

[0040] S4、加入2mL/L双氧水，搅拌打气2h，双氧水以10vol.％的双氧水溶液形式加入；

[0041] S5、加入2g/L活性炭，搅拌2h，静置6h；

[0042] S6、过滤；

[0043] S7、用10wt.％硫酸调整pH值至4.0-4.8；

[0044] S8、用瓦楞板按电流密度为0.1A/dm2电解6h以上，直至低电流密度区由暗黑变为浅灰色为止。

[0045] 钕铁硼电镀镍溶液的使用方法，调节钕铁硼电镀镍溶液的pH值至4.0-5.5，加温至40℃，把经除油和酸洗的钕铁硼产品浸入钕铁硼磁体电镀镍溶液中作为阴极，以金属镍作为阳极，通入直流电，获得镀层。

[0046] <实例2>

[0047] 钕铁硼电镀镍溶液，包括以下浓度的组分：300g/L的硫酸镍，25g/L的硫酸镁，50g/L的硫酸钠，15g/L的氯化钠，60g/L的硼酸，3g/L的醋酸，0.8g/L的糖精，5g/L的氟化钠，余量为水。

[0048] 制备方法包括以下步骤：

[0049] S1、加纯水至电镀槽2/3处位置，升温至60-70℃；

[0050] S2、加入以上浓度的组分，搅拌使其完全溶解；

[0051] S3、加入碳酸镍，调节pH值至4.8-5.2；

[0052] S4、加入4mL/L双氧水，搅拌打气2h，双氧水以10vol.％的双氧水溶液形式加入；

[0053] S5、加入4g/L活性炭，搅拌2h，静置8h；

[0054] S6、过滤；

[0055] S7、用10wt.％硫酸调整pH值至4.0-4.8；

[0056] S8、用瓦楞板按电流密度为0.4A/dm2电解6h以上，直至低电流密度区由暗黑变为浅灰色为止。

[0057] 钕铁硼电镀镍溶液的使用方法，调节钕铁硼电镀镍溶液的pH值至4.0-5.5，加温至60℃，把经除油和酸洗的钕铁硼产品浸入钕铁硼磁体电镀镍溶液中作为阴极，以金属镍作为阳极，通入直流电，获得镀层。

[0058] <实例3>

[0059] 钕铁硼电镀镍溶液，包括以下浓度的组分：280g/L的硫酸镍，20g/L的硫酸镁，45g/L的硫酸钠，12g/L的氯化钠，50g/L的硼酸，3g/L的醋酸，0.6g/L的糖精，4g/L的氟化钠，余量为水。

[0060] 制备方法包括以下步骤：

[0061] S1、加纯水至电镀槽2/3处位置，升温至60-70℃；

[0062] S2、加入以上浓度的组分，搅拌使其完全溶解；

[0063] S3、加入碳酸镍，调节pH值至4.8-5.2；

[0064] S4、加入3mL/L双氧水，搅拌打气2h，双氧水以10vol.％的双氧水溶液形式加入；

[0065] S5、加入3g/L活性炭，搅拌2h，静置7h；

[0066] S6、过滤；

[0067] S7、用10wt.％硫酸调整pH值至4.0-4.8；

[0068] S8、用瓦楞板按电流密度为0.3A/dm2电解6h以上，直至低电流密度区由暗黑变为浅灰色为止。

[0069] 钕铁硼电镀镍溶液的使用方法，调节钕铁硼电镀镍溶液的pH值至4.0-5.5，加温至50℃，把经除油和酸洗的钕铁硼产品浸入钕铁硼磁体电镀镍溶液中作为阴极，以金属镍作为阳极，通入直流电，获得镀层。

[0070] <实例4>

[0071] 钕铁硼电镀镍溶液，包括以下浓度的组分：280g/L的硫酸镍，20g/L的硫酸镁，45g/L的硫酸钠，12g/L的氯化钠，50g/L的硼酸，3g/L的醋酸，0.6g/L的糖精，4g/L的氟化钠，0.05g/L对乙苯磺酰胺，0.1g/L的3-丁炔-1-醇，0.04g/L对甲苯亚磺酸钠，0.4g/L烯丙基磺酸钠，余量为水。

[0072] 制备方法包括以下步骤：

[0073] S1、加纯水至电镀槽2/3处位置，升温至60-70℃；

[0074] S2、加入以上浓度的组分，搅拌使其完全溶解；

[0075] S3、加入碳酸镍，调节pH值至4.8-5.2；

[0076] S4、加入3mL/L双氧水，搅拌打气2h，双氧水以10vol.％的双氧水溶液形式加入；

[0077] S5、加入3g/L活性炭，搅拌2h，静置7h；

[0078] S6、过滤；

[0079] S7、用10wt.％硫酸调整pH值至4.0-4.8；

[0080] S8、用瓦楞板按电流密度为0.3A/dm2电解6h以上，直至低电流密度区由暗黑变为浅灰色为止。

[0081] 钕铁硼电镀镍溶液的使用方法，调节钕铁硼电镀镍溶液的pH值至4.0-5.5，加温至50℃，向钕铁硼磁体电镀镍溶液通入惰性气体至3MPa，搅拌，保压1h，然后泄压至大气压，降温至室温，抽至负压，加温至50℃，把经除油和酸洗的钕铁硼产品浸入钕铁硼磁体电镀镍溶液中作为阴极，以金属镍作为阳极，通入直流电，获得镀层。

[0082] <对比例1>

[0083] 钕铁硼电镀镍溶液，配方同实例3，不同的是，硫酸镁的含量为4g/L。

[0084] 制备方法同实例3。

[0085] <对比例2>

[0086] 钕铁硼电镀镍溶液，配方同实例3，不同的是，硫酸镁的含量为35g/L。

[0087] 制备方法同实例3。

[0088] <对比例3>

[0089] 钕铁硼电镀镍溶液，配方同实例3，不同的是，配方中不含硫酸镁和硫酸钠，且将12g/L的氯化钠替换成45g/L的氯化镍。

[0090] 制备方法同实例3。

[0091] <镀层厚度一致性试验>

[0092] 将实例3、对比例1、对比例2制备的钕铁硼电镀镍溶液进行镀镍，同样的电镀件进行试验分析，如图1、2所示，试验结果如表1所示，可以看出，实例3高电流区和低电流区相差范围为1.8-2.3，平均值为1.97，波动范围0.5；对比例1高电流区和低电流区相差范围为2.1-3.2，平均值为2.84，波动范围0.9；对比例2高电流区和低电流区相差范围为2.8-3.6，平均值为3.12，波动范围0.8；综上，实例3高电流区和低电流区相差最小，波动最小。

[0093] 表1

[0094]

[0095]

[0096] <结合力和盐雾试验>

[0097] 将实例3、对比例3制备的钕铁硼电镀镍溶液进行镀镍，同样的电镀件进行试验分析，试验结果如表2所示，可以看出，结合力试验中，对比例3的10次试验中，有2次不合格，不合格率为80％，实例3的10次试验，有0次不合格，不合格率为0％，优于对比例3；盐雾试验中，对比例3的10次试验中，盐雾试验时长在36-48h之间，实例3的10次试验中，盐雾试验时长在96-114h之间，盐雾试验时长增加2.5倍以上，优势明显。同样的电镀件，以电镀镀层厚度15μm为准，对比例3的高电流区与低电流区的差值在2.9-3.7之间，平均值为3.27μm，而实例3高电流区与低电流区差值在1.8-2.3之间，平均值1.97，镀层厚度的一致性优于对比例3。

[0098] 表2

[0099]

[0100]

[0101] <电镀性能试验>

[0102] 将实例3、实例4、对比例3制备的钕铁硼电镀镍溶液进行镀镍，同样的电镀件进行2
试验分析(电流密度4A/dm)，试验结果如表3所示，可以看出，实例4的配方优于实例3显著优于对比例3。

[0103] 镀层光亮性的检测依据目前普遍使用的目测光亮性经验评定法的分级参考标准，该分级参考标准为：

[0104] 1级：镜面光亮：镀层光亮如镜，能清晰分辨人的五官和眉毛；

[0105] 2级：光亮：镀层表面光亮，能看出人五官和眉毛，但眉毛部分不够清晰；

[0106] 3级：半光亮：镀层表面光亮较差，但能看出人的五官轮廓，眉毛部分模糊；

[0107] 4级：无光亮：镀层基本无光泽，看不清人的面部五官轮廓；

[0108] 镀液沉积速度的检测：

[0109] 用电子天平分别称取镀前和镀后试样重量，以单位时间内基体的增重作为沉积速度，

[0110] 沉积速度＝(镀镍后试样重量-镀镍前试样重量)/电镀时间

[0111] 镀液电流效率的检测：

[0112] 电流效率一般指阴极电流效率，理论消耗电量与实际消耗电量的比值，实际消耗电量由电流大小、时间、沉积金属的电化学当量计算，

[0113] 电流效率＝(镀镍后试样重量-镀镍前试样重量)/(电镀时所用的电流×电镀时间×阴极析出物的电化学当量)×100％

[0114] 镀液分散能力的检测：

[0115] 分散能力的测定采用远近阴极法，远近阴极与阳极的距离比为2:1，烧杯两端各挂一个大小为20mm×30mm，厚度为0.5mm的铜片作为阴极，在两个阴极之间挂一个与阴极大小相等电控或网状镍片作为阳极，

[0116] 分散能力＝(远近阴极与阳极的距离比-近阴极的增重/远阴极的增重)/(远近阴极与阳极的距离比+近阴极的增重/远阴极的增重-2)×100％

[0117] 表3

[0118]  光亮性 沉积速度(mg/h) 电流效率(％) 分散能力(％)
实例3 2 267 94.12 40.11
实例4 1 289 95.66 47.75
对比例3 3 169.5 89.57 21.58

[0119] 这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。

[0120] 尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实例。