在《水污染防止法》等水质相关法律法规中,将“硼及其化合物”作为健康项目予以管制,其浓度限制为10ppm。尽管已经开发出包括离子交换法等在内的多种去除硼(B)的工艺方法,但最可靠的措施依然是避免使用硼。
在电镀工厂中,硼的主要产生源头是镀镍。电镀镍具有光亮、半光亮、无光泽镀层等丰富多变的外观,作为镀金、镀银和镀铬的基础镀层,被广泛应用于包括装饰性镀层和功能性镀层等多个领域。
最常用的电镀电解液是瓦特浴电解液,通常,每1升中含有30g左右的“硼酸”。
最近,东京都产业技术研究所已开发出不使用硼酸的镀镍电解液。这一产品是使用柠檬酸代替硼酸,不仅可以在不改变传统使用的瓦特浴设备和作业条件的情况下使用,而且产生的皮膜薄而坚硬,又富于弹性,即使不使用含硫上光剂也能获得平滑的外观。
【表1】中是两者的对比,而【表2】中是柠檬酸浴所能够适用的应用领域。
【表1】特性对比
电解液成分与电镀特性 | 柠檬酸浴 | 瓦特浴 |
电解液成分例 | 硫酸镍280g/ℓ | |
氯化镍45g/ℓ | ||
柠檬酸21g/ℓ | 硼酸 45g/ℓ | |
pH 4〜5、50℃ | ||
电镀设备、条件 | 与瓦特浴相同 | |
生产成本 | 成本低于瓦特浴 | |
阴极电流效率 | 95〜98% | 96〜99% |
电解液pH的变动 | 小 | 小 |
电镀电压 | 比瓦特浴略高 | |
镀膜外观 | 平滑 | 衬垫状 |
皮膜硬度 | HV450 | HV220 |
柔软性 | 与瓦特浴同等 | |
内部应力 | 与瓦特浴同等(19.7kgf/mm2) | |
断面组织 | 无方向性、细微 | 柱状组织 |
配向性 | 无配向 | (100)面优先配向 |
边缘部位状态 | 平坦析出 | 驼峰状析出 |
熔点 ℃ | 1448 | 1438 |
【表2】可期待的柠檬酸浴应用用途
No | 应用例 |
1 | 需要进行弯曲、填缝等后处理的部件 |
2 | 镍箔制造 |
3 | 电铸、模具电镀 |
4 | 电镀砂轮,复合电镀基体 |
5 | 二层镀Ni的半光亮镀镍 |
6 | 提升硬质镀Cr耐腐蚀性的基底镀层 |
7 | 提升光亮镀Ni的耐腐蚀性 |
8 | 电子部件用镀Au的基底镀层 |
9 | 装饰用镀Cr的基底镀层 |
10 | Zn压铸件的电镀 |
11 | 对黄铜材料及铜基电镀产品的电镀处理 |