[0004] 本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺点和不足，而提供一种适用于金属表面，且工艺简单、成本低廉、绿色环保、镀膜结合力好的黑色Mn-Fe-P-B复合镀液。
[0005] 本发明的另一个目的是提供一种利用上述复合镀液在金属表面形成镀膜的使用方法。
[0006] 本发明的第三个目的是提供一种上述使用方法所形成的膜层。
[0007] 为实现本发明的第一个目的，本发明的技术方案是该镀液组分包括以下组分：
[0008] 磷酸二氢锰 80~100克/升；
[0009] 氟硼酸盐 20~40克/升；
[0010] 硫酸铁150～200克/升；
[0011] pH值为2-4；
[0012] 溶质为水。
[0013] 进一步设置是还包括有添加剂，该添加剂包括有：
[0014] 甘氨酸3~5克/升；平平加O-20 1~3克/升；十二烷基磺酸盐0.5~1克/升。
[0015] 进一步设置是所述十二烷基硫酸盐为十二烷基硫酸钾、十二烷基硫酸钠或其复配物。
[0016] 进一步设置是所述氟硼酸盐为氟硼酸钠、氟硼酸钾或其复配物。
[0017] 为实现本发明的第二个发明目的，本发明的技术方案是包括以下步骤：
[0018] （1）将金属材质的工件经除油，除垢，活化并清洗干净；
[0019] （2）常温条件下，将经步骤（1）处理后的金属材质工件放入如权利要求1所述的镀液中，按照以下工艺条件进行电镀；工艺参数是：
[0020] 以金属材料的工件为阴极，以ZGMn18锰钢为阳极材料，温度条件为常温，选用脉2
宽≤200μs，周期为1000μs的单脉冲矩形波电流，其平均电流密度范围5~10A/dm，电压范围5~15V，电镀时间为5~10分钟；
[0021] （3）电镀完成后取出清洗并晾干或烘干。
[0022] 进一步设置是所述的步骤（1）（2）之间还设置有对金属材质的工件进行表面镀铜处理工序，该工件的金属材质为活泼金属或活泼金属合金。如Mg、Al等及其合金。
[0023] 进一步设置是所述的步骤（2）中工艺条件为：温度条件为常温，选用脉宽为2
100μs，周期为1000μs的单脉冲矩形波电流，其平均电流密度范围6~8A/dm，电压范围
8~12V，电镀时间为5~10分钟。
[0024] 进一步设置是膜层的沉积速度为2~3μm/min。
[0025] 实现本发明的第三个发明目的技术方案是膜层成分组成为：
[0026] Mn：45~60wt%；Fe：25~35wt%；P：10~20wt%；B：2~5wt%；其他元素：2~5%。该其他元素为常规的杂质元素。
[0027] 本发明的原理是在施镀过程中，通过矩形脉冲瞬间强电流密度50~100A/dm2作用5+ 3+
的冲击力将磷酸离子、氟硼酸离子中的化学键破坏，电离出P 和B ，同时在其的强冲击
5+ 3+ 3+ 2+
力作用及电场作用下，使P 和B 连同Fe 和Mn 在作为阴极的工件表面共同沉积，组成Mn-Fe-P-B合金镀层。
[0028] 主要发生的反应如下：
[0029] PO53-+10H+→P5++5H2O（强电流密度冲击条件下）
[0030] BO33-+6H+→B3++3H2O（强电流密度冲击条件下）
[0031] Mn2++2e-→Mn
[0032] Fe3++3e-→Fe
[0033] B3++3e-→B
[0034] P5++5e-→P
[0035] 通过本发明所述配方及工艺得到的环境友好型膜层，依照国家标准对其进行检测，膜层的各性能检测如下：
[0036] 硬度486HV0.1；（检测标准：GB/T4340.4-2009金属材料维氏硬度试验）[0037] 黑度为1级；（采用黑度计进行检测）
[0038] 与基体（或镀铜层）的结合力为1级；（检测标准：SJ 1282-1977金属镀层结合力的检验方法）
[0039] 耐中性盐雾试验（NSS）可达150h。（检测标准：GB/T 10125-1997人造气氛腐蚀试验 盐雾试验）
[0040] 本发明的上述配方，结合本发明特定的工艺参数，只有在瞬间电流密度≥50A/dm22
时才能得到高耐腐蚀能力和高结合能力的膜层，由于电流密度≥50A/dm时，膜层沉积速度过快，且工艺不容易控制，故此选择矩形波脉冲电流，降低能耗，提高工艺的可控性及对膜层质量管控能力。
[0041] 本发明的优点：
[0042] 本发明公开了一种黑色Mn-Fe-P-B复合镀液及其使用方法，于金属表面实现了代替镀镍—黑铬的工艺。该黑色Mn-Fe-P-B复合镀液达到了黑铬镀层的性能，并且具有镀铬液无法比拟的有优点：
[0043] （1）低毒性。采用的原材料均为公认无毒或低毒害物质，避免了六价铬离子对环境污染及对工人身心健康的损害，改善了生产环境。
[0044] （2）在常温下即可进行电镀，达到了节能环保的优点。
[0045] 下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明做进一步介绍。
