阅读说明：本技术 一种黑色表面复合镀层及其制备方法 (Black surface composite coating and preparation method thereof ) 是由 林孝发 林孝山 刘小龙 王汉春 李日红 于 2020-07-15 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种黑色表面复合镀层及其制备方法,所述的黑色表面镀层是在基材表面依次镀有电镀铜层、黑镍层和六价黑铬层。方法包括如下步骤：(i)电镀前处理,将金属基材表面清洗干净；(ii)电镀铜层,在(i)得到的洁净基材上镀电镀铜层；(iii)电镀黑镍层,在(ii)得到的洁净铜层上进行电镀黑镍处理；(iv)电镀黑铬层,在(iii)得到的洁净黑镍层上进行电镀黑铬处理。本发明方法制备得到的黑色镀层不仅具备消光的黑色泽、且具有耐腐蚀、高硬度的优点。(The invention discloses a black surface composite plating layer and a preparation method thereof, wherein the black surface plating layer is formed by sequentially plating an electroplated copper layer, a black nickel layer and a hexavalent black chromium layer on the surface of a base material. The method comprises the following steps: (i) electroplating pretreatment, namely cleaning the surface of a metal base material; (ii) (ii) electroplating a copper layer, namely electroplating the copper layer on the clean base material obtained in the step (i); (iii) electroplating a black nickel layer, and performing black nickel electroplating treatment on the clean copper layer obtained in the step (ii); (iv) (iv) electroplating a black chromium layer, and performing black chromium electroplating treatment on the clean black nickel layer obtained in the step (iii). The black plating layer prepared by the method not only has dull black luster, but also has the advantages of corrosion resistance and high hardness.)

一种黑色表面复合镀层及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种黑色表面复合镀层及其制备方法。

背景技术

传统厨卫五金产品为了满足防腐性能要求，表面基本采用白铬镀层，呈现单一的金属色调。2018年以来，随着厨卫产品向着时尚化、功能化、智能化等方向发展以及黑色系后现代工业风在全球范围内风靡，黑色系厨卫产品越来越受消费者的青睐，也是科勒、高仪、汉斯格雅等国际卫浴知名企业争先发展的重要方向之一。目前黑色厨卫五金产品主要通过表面烤漆技术来实现的，即在厨卫五金表面喷涂一层黑色涂料，并固化制得烤漆层，但烤漆层硬度低、不耐刮擦、没有金属质感，档次较低，远不能满足用户的需求。

部分高端产品采用电镀黑铬镀层，黑铬镀层金属质感强、硬度、耐磨性和耐腐蚀性好。如专利CN205556812U公开了一种在金属基体上采用预镀铜层、中间镀铜层、光亮镀铜层、镀镍层、高耐蚀性三价铬白铬镀层、三价铬黑铬镀层的组合工艺，可以获得高耐腐蚀性(中性盐雾试验96h，镀件表面无白色腐蚀物生成)三价铬电镀黑铬复合镀层。但三价黑铬镀层的黑度和耐腐蚀性远低于六价黑铬镀层。

烤黑漆产品和电镀六价黑铬都可以获得高黑度的外观，但现有高黑度的黑色产品抗刮擦效果较差，如烤黑漆产品轻微摩擦多次后，容易出现大面积镀层脱落，导致底层基材裸露出来；采用水雾镍+六价黑铬复合出的黑色新材料产品遇到尖锐产品，顶层黑铬表面易留划痕，容易看到底层的水雾镍材料，底层水雾镍和表层黑铬层颜色对比差异明显。

发明内容

本发明的主要目的，在于提供一种黑色表面处理方法。

本发明解决其技术问题的所采用的技术方案是：

一种黑色表面复合镀层，在基材表面依次镀有电镀铜层、黑镍层和六价黑铬层。其中，电镀铜层的厚度范围为10μm-30μm，铜层主要起整平的作用，如果铜层的厚度小于10μm,则基材表面容易不平整，如果大于30μm，则整平的成本较高；黑镍层的厚度范围为10μm-30μm，如果低于10μm,镀层的硬度不足，如果高于30μm，则成本过高；六价黑铬层的厚度范围为0.1μm-5μm，如果低于0.1μm,镀层的硬度不足，如果高于5μm，则成本过高。

优选地，电镀铜层的厚度范围为15μm-25μm，黑镍层的厚度范围为15μm-25μm，六价黑铬层的厚度范围为1μm-5μm。

在本发明的较佳实施例中，所述的黑镍层采用包括如下的方法得到：黑镍电镀液中，氯化镍含量为150-250g/L，氯化亚锡含量为30-50g/L，如果氯化镍含量高于250g/L，会引起阳极过腐蚀或不规则溶解，产生大量阳极泥，容易导致镀层产生粗糙或毛刺；如果低于150g/L，不能改善阳极的溶解性，镀液走位差，降低电流效率，高电流密度区易烧焦。氯化亚锡含量高于50g/L，镀层会发花，结合力差，有脆性；如果低于30g/L，镀层发灰，粗糙，呈现彩虹色；电镀工艺条件为：温度40-80℃，PH值1.5-4.5，电镀密度0.05-5A/dm2,电镀时间1800s-3600s。

在本发明的较佳实施例中，所述的基材包括铝合金、铜合金、锌合金、或不锈钢中的至少一种。

本发明还提供所述的一种黑色表面复合镀层的制备方法，包括如下主要步骤：

(i)电镀前处理，将金属基材表面清洗干净；

(ii)电镀铜层，在(i)得到的洁净基材上镀电镀铜层；

(iii)电镀黑镍层,在(ii)得到的洁净铜层上进行电镀黑镍处理；

(iv)电镀黑铬层,在(iii)得到的洁净黑镍层上进行电镀黑铬处理。

在本发明的较佳实施例中，步骤(iii)的黑镍电镀液中，氯化镍含量为150-250g/L，氯化亚锡含量为30-50g/L；电镀工艺条件为：温度40-80℃，PH值1.5-4.5，电镀密度0.05-5A/dm2,电镀时间1800s-3600s。

在本发明的较佳实施例中，步骤(iii)的黑镍电镀液中，氯化镍含量为200-250g/L，氯化亚锡含量为40-50g/L。

在本发明的较佳实施例中，步骤(iii)的电镀工艺条件为：温度50-70℃，PH值2.0-4.0，电镀密度0.05-2A/dm2,电镀时间2700s-3600s。

在本发明的较佳实施例中，黑镍电镀液为：NiCl₂浓度150-250g/L，SnCl₂浓度30-50g/L，ST安定剂150-250g/L，ST-BK 60-100mL/L；其中，所述的ST安定剂和ST-BK为意笙企业股份有限公司产品。

在本发明的较佳实施例中，黑镍电镀液为：NiCl₂浓度220g/L，SnCl₂浓度45g/L，ST安定剂180g/L，ST-BK 80mL/L；其中，所述的ST安定剂和ST-BK为意笙企业股份有限公司产品。

本发明技术方案与背景技术相比，具有如下优点：

本发明提供一种金属基材上黑色表面处理的方法，在电镀铜层的基础上，采用电镀沉积制备了黑镍，进而取代常规半光镍和全光镍电镀来调制产品的光泽度(起到消光作用)，然后再镀一层黑铬，具体而言，在金属基材表面依次电镀铜层、黑镍层和六价黑铬层；所述复合双黑色镀层不仅具备消光的黑色泽、且具有耐腐蚀、高硬度的优点。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1为本发明的镀层的结构示意图。1—基材；2—锌层；3—预镀镍层；4—铜层；5—黑镍层；6—黑铬层

具体实施方式

以下实施例以铝合金基材电镀为例。

主要包括以下步骤：

1、电镀前处理

主要对基材进行镜面抛光处理和清洗处理。其中抛光处理主要涉及到开皮、研磨、整平和镜面精抛工艺，清洗处理分别通过超声波除蜡、超声波除油、电解、纯水清洗方式来实现表面精细清洗。

2、两次浸锌处理

在洁净的基材上分别进行一次浸锌、退锌、二次浸锌，进而获得均匀、细致、致密、附着力良好的锌层；

3、电镀高整平度的金属铜复合镀层

在洁净的锌层上分别镀一层打底镍、硫酸铜，进而实现产品的高整平度。

(1)打底镍镀液及工艺：NiSO₄·6H₂O浓度200g/L，NiCL₂·6H₂O浓度60g/L，H₃BO₃浓度45g/L，其工艺条件为：温度55℃，pH值8，电压3.5V，电流450A，波美度20Be，时间600s；

(2)硫酸铜镀液及工艺：CuSO₄·5H₂O浓度200g/L，H₂SO₄浓度70g/L，其工艺条件为：温度25℃，pH值8，电压4V，电流750A，波美度20Be，时间1800s；

4、电镀消光的双黑金属层

(1)黑镍镀液及工艺：NiCl₂浓度220g/L，SnCl₂浓度45g/L，ST安定剂180g/L，ST-BK80mL/L；其工艺条件为：温度60℃，pH值3.5，电流密度1A/dm²，时间1800s；以上NiCl₂、SnCl₂、ST安定剂和ST-BK为意笙企业股份有限公司产品。

(2)六价黑铬镀液及工艺：铬酸浓度280g/L，BK-740黑铬添加剂(瑞期精细化学工程有限公司)10g/L；其工艺条件为：温度17℃，电流密度20A/dm²，时间1200s。

实施例2

制备方法与实施例1基本相同，所不同的是，在电镀黑镍层时，改变黑镍电镀时间，黑镍电镀时间2700s。

实施例3

制备方法与实施例1基本相同，所不同的是，在电镀黑镍层时，改变黑镍电镀时间，黑镍电镀时间3000s。

实施例4

制备方法与实施例1基本相同，所不同的是，在电镀黑镍层时，改变黑镍电镀时间，黑镍电镀时间3300s。

实施例5

制备方法与实施例1基本相同，所不同的是，在电镀黑镍层时，改变黑镍电镀时间，黑镍电镀时间3600s。

对比例1

制备方法与实施例1基本相同，所不同的是，在电镀黑镍层时，改变黑镍电镀时间，黑镍电镀时间1500s。

对比例2

制备方法与实施例1基本相同，所不同的是，在硫酸铜层与六价黑铬层之间直接电镀水雾镍，用水雾镍取代黑镍层。水雾镍镀液及工艺：NiSO₄浓度440g/L，NiCl₂浓度40g/L，H₃BO₃浓度45g/L，SatinKote Part A添加剂20mL/L，SatinKote Part B添加剂20mL/L，SatinKote Pearl Additive沙丁剂0.7mL/L；其工艺条件为：温度55℃，pH值4.0，电压7V，电流1000A，波美度35Be，时间1200s；以上SatinKote Part A添加剂、SatinKote Part B添加剂和SatinKote Pearl Additive沙丁剂为美国Canning Gumm公司产品。

表一:本发明实施例和对比例的相关测试结果和观察结果