一种无氰镀镉槽液、其配制方法及用途技术领域
本发明涉及金属表面处理防护工程技术领域，具体来说是一种在金属材料上电镀
无氰低氢脆镉镀层用的无氰镀镉槽液，同时还涉及该无氰镀镉槽液的配制方法，及在在无
氰低氢脆型电镀镉层中的用途。
背景技术
传统的氰化镀镉方法，由于槽液成份简单，工艺稳定成熟，镀层低氢脆、耐蚀性强
等优点而广泛用于航天、航空及海军零件上。但随着公众社会对环境的关注，国家对高污染
企业——含氰电镀生产的控制，各地区各城市都在逐步禁止或淘汰含氰电镀，在此背景下，
无氰镀镉工艺研究得以快速发展，但目前国内无氰镀镉工艺多用于民用产品零件上，原因
是电镀过程中会引起材料氢脆，从而导致零件强度降低，制约其应用于航天、航空及海军等
军用产品零件上。
发明内容
本发明的目的在于克服上述缺点而提供的一种深镀和均镀能力好，设备使用寿命
相对较长，适合于复杂结构零件的无氰镀镉槽液。
本发明的另一目的在于提供该无氰镀镉槽液的配制方法。
本发明目的及解决其主要技术问题是采用以下技术方案来实现的：
本发明的一种无氰镀镉槽液，包含下述原料：
硫酸镉 50-60g/L； 氯化铵 220-240g/L；
氨三乙酸 100-120g/L； 乙二胺四乙酸 10-20g/L；
12烷基硫酸钠 0.05-0.1g/L； 氯化锌 0.05-0.1g/L；
硫脲 0.5-1.0g/L； 阿拉伯树胶 0.5-1.0g/L。
上述的一种无氰镀镉槽液，包含下述原料：
硫酸镉 52g/L； 氯化铵 240g/L；
氨三乙酸 100g/L； 乙二胺四乙酸 18g/L；
12烷基硫酸钠 0.05g/L； 氯化锌 0.08g/L；
硫脲 0.5g/L； 阿拉伯树胶 0.5g/L。
上述的一种无氰镀镉槽液，包含下述原料：
硫酸镉 58g/L； 氯化铵 225g/L；
氨三乙酸 120g/L； 乙二胺四乙酸 12g/L；
12烷基硫酸钠 0.08g/L； 氯化锌 0.05g/L；
硫脲 0.8g/L； 阿拉伯树胶 0.8g/L。
上述的一种无氰镀镉槽液，包含下述原料：
硫酸镉 55g/L； 氯化铵 235g/L；
氨三乙酸 110g/L； 乙二胺四乙酸 15g/L；
12烷基硫酸钠 0.06g/L； 氯化锌 0.1g/L；
硫脲 0.7g/L； 阿拉伯树胶 0.7g/L。
本发明的一种无氰镀镉槽液的配制方法，包括以下步骤：
（1）按上这配方量在镀槽中加入乙二胺四乙酸和氨三乙酸，用少量水调成糊状，在搅拌
下加入已溶解的氢氧化钠溶液调整槽液PH值约6.0左右，不断溶解至清亮，此时；另一容器
中加入少量不超过70℃的水将硫酸镉和氯化铵搅拌溶解（溶解较为困难，所需时间较长），
待只有少量沉淀时便可倒入镀槽中，加水至规定体积，至沉淀全部溶解；然后用氨三乙酸或
氨水调整槽液PH值，达到6.0-6.9，槽液清亮，镀液冷至室温；
（2）在容器中加入硫脲，用少量冷水溶解，再加入阿拉伯树胶，室温下搅拌溶解（溶解速
度较慢），静置1-2h后待完全溶解后搅拌下缓慢加入镀槽中；
（3）用少量水把12烷基硫酸钠调成糊状，再用大量沸水溶解，趁热在搅拌下缓慢加入镀
槽；
（4）最后用水溶解氯化锌后缓慢加入镀槽。
一种氰镀镉槽液在无氰低氢脆型电镀镉层中的用途，包括如下步骤：
（1）工件常规前处理；
（2）将工件在电流密度1.2 A/dm2、温度10-40℃下在无氰镀镉槽液进行常规电镀；
（3）冷水洗、热水洗、吹干；
（4）除氢：按零件材料的抗拉强度进行镀后除氢，具体除氢条件见表1：
表1 除氢条件
（5）工件常规彩色钝化。
本发明同现有技术相比具有明显的优点和有益效果，由以上技术方案可知，本发
明选用中性（弱酸性）氨羧络合物型无氰镀镉槽液，能降低槽液界面张力，使电镀过程中氢
气泡难以在阴极表面滞留，减少吸氢，并可通过除氢工序消除电镀过程对零件强度造成的
影响，克服常规无氰镀镉工艺缺陷，使其能够顺利用于航天、航空及海军等军用产品零件
上。槽液偏中性对设备腐蚀性较小，设备使用寿命相对较长，深镀和均镀能力好，适合于镀
复杂结构零件。实验证明：选用吸氢最为敏感的高强度钢——4340材料制作的缺口氢脆试
样棒，采用本工艺电镀镉层8-12µm，缺口试棒可达到持续200h不断裂，满足HB5036-92《镉镀
层质量检验》标准要求，使得该电镀工艺能顺利应用于航天、航空及海军等军用产品零件
上，另外该电镀工艺还相继通过MOOG、GE、UTAS等3家国外公司的质量考核认证。
具体实施方式
下面结合实例对本发明进行详细描述，进一步解释和说明本发明的技术方案特
点。
实施例1：
一种无氰低氢脆型电镀镉层的方法，包括如下步骤：
（1）用丙酮除油、去应力、电解/化学除油、热水洗、流动冷水洗、弱腐蚀、流动冷水洗；
（2）无氰镀镉槽液配制：
硫酸镉 52g/L； 氯化铵 240g/L；
氨三乙酸 100g/L； 乙二胺四乙酸 18g/L；
12烷基硫酸钠 0.05g/L； 氯化锌 0.08g/L；
硫脲 0.5g/L； 阿拉伯树胶 0.5g/L；
a、按上这配方量在镀槽中加入乙二胺四乙酸和氨三乙酸，用少量水调成糊状，在搅拌
下加入已溶解的氢氧化钠溶液调整槽液PH值约6.0左右，不断溶解至清亮，此时；另一容器
中加入少量不超过70℃的水将硫酸镉和氯化铵搅拌溶解（溶解较为困难，所需时间较长），
待只有少量沉淀时便可倒入镀槽中，加水至规定体积，至沉淀全部溶解；然后用氨三乙酸或
氨水调整槽液PH值，达到6.0-6.9，槽液清亮，镀液冷至室温；
b、在容器中加入硫脲，用少量冷水溶解，再加入阿拉伯树胶，室温下搅拌溶解（溶解速
度较慢），静置1-2h后待完全溶解后搅拌下缓慢加入镀槽中；
c、用少量水把12烷基硫酸钠调成糊状，再用大量沸水溶解，趁热在搅拌下缓慢加入镀
槽；最后用水溶解氯化锌后缓慢加入镀槽；
（3）将工件在电流密度1.2 A/dm2、温度10-40℃下进行常规电镀；
（4）冷水洗、热水洗、吹干；
（5）除氢：按零件材料的抗拉强度进行镀后除氢，具体除氢条件见表1：
表1 除氢条件
最大抗拉强度（MPa）
温度（℃）
时间（h）
渗碳件、表面淬火件
140±10
≥5
1034＜σb≤1450
190±10
≥3
1450＜σb≤1800
190±10
≥8
σb＞1800
190±10
≥36
（6）工件常规彩色钝化处理为冷水洗、活化、冷水洗、出光、冷水洗、彩色钝化、冷水洗。
实施例2：
一种无氰低氢脆型电镀镉层的方法，包括如下步骤：
（1）工件常规前处理；
（2）无氰镀镉槽液配制：
硫酸镉 58g/L； 氯化铵 225g/L；
氨三乙酸 120g/L； 乙二胺四乙酸 12g/L；
12烷基硫酸钠 0.08g/L； 氯化锌 0.05g/L；
硫脲 0.8g/L； 阿拉伯树胶 0.8g/L；
a、按上这配方量在镀槽中加入乙二胺四乙酸和氨三乙酸，用少量水调成糊状，在搅拌
下加入已溶解的氢氧化钠溶液调整槽液PH值约6.0左右，不断溶解至清亮，此时；另一容器
中加入少量不超过70℃的水将硫酸镉和氯化铵搅拌溶解（溶解较为困难，所需时间较长），
待只有少量沉淀时便可倒入镀槽中，加水至规定体积，至沉淀全部溶解；然后用氨三乙酸或
氨水调整槽液PH值，达到6.0-6.9，槽液清亮，镀液冷至室温；
b、在容器中加入硫脲，用少量冷水溶解，再加入阿拉伯树胶，室温下搅拌溶解（溶解速
度较慢），静置1-2h后待完全溶解后搅拌下缓慢加入镀槽中；
c、用少量水把12烷基硫酸钠调成糊状，再用大量沸水溶解，趁热在搅拌下缓慢加入镀
槽；最后用水溶解氯化锌后缓慢加入镀槽；
（3）将工件在电流密度1.2 A/dm2、温度10-40℃下进行常规电镀；
（4）冷水洗、热水洗、吹干；
（5）除氢：按零件材料的抗拉强度进行镀后除氢，具体除氢条件见表1：
表1 除氢条件
最大抗拉强度（MPa）
温度（℃）
时间（h）
渗碳件、表面淬火件
140±10
≥5
1034＜σb≤1450
190±10
≥3
1450＜σb≤1800
190±10
≥8
σb＞1800
190±10
≥36
（6）工件常规彩色钝化。
实施例3：
一种无氰低氢脆型电镀镉层的方法，包括如下步骤：
（1）工件常规前处理；
（2）无氰镀镉槽液配制：
硫酸镉 55g/L； 氯化铵 235g/L；
氨三乙酸 110g/L； 乙二胺四乙酸 15g/L；
12烷基硫酸钠 0.06g/L； 氯化锌 0.1g/L；
硫脲 0.7g/L； 阿拉伯树胶 0.7g/L；
a、按上这配方量在镀槽中加入乙二胺四乙酸和氨三乙酸，用少量水调成糊状，在搅拌
下加入已溶解的氢氧化钠溶液调整槽液PH值约6.0左右，不断溶解至清亮，此时；另一容器
中加入少量不超过70℃的水将硫酸镉和氯化铵搅拌溶解（溶解较为困难，所需时间较长），
待只有少量沉淀时便可倒入镀槽中，加水至规定体积，至沉淀全部溶解；然后用氨三乙酸或
氨水调整槽液PH值，达到6.0-6.9，槽液清亮，镀液冷至室温；
b、在容器中加入硫脲，用少量冷水溶解，再加入阿拉伯树胶，室温下搅拌溶解（溶解速
度较慢），静置1-2h后待完全溶解后搅拌下缓慢加入镀槽中；
c、用少量水把12烷基硫酸钠调成糊状，再用大量沸水溶解，趁热在搅拌下缓慢加入镀
槽；最后用水溶解氯化锌后缓慢加入镀槽；
（3）将工件在电流密度1.2 A/dm2、温度10-40℃下进行常规电镀；
（4）冷水洗、热水洗、吹干；
（5）除氢：按零件材料的抗拉强度进行镀后除氢，具体除氢条件见表1：
表1 除氢条件
最大抗拉强度（MPa）
温度（℃）
时间（h）
渗碳件、表面淬火件
140±10
≥5
1034＜σb≤1450
190±10
≥3
1450＜σb≤1800
190±10
≥8
σb＞1800
190±10
≥36
（6）工件常规彩色钝化。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，任何未
脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等
同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。