專利名稱：無(wú)電解鍍和電鍍并用的鍍覆方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無(wú)電解鍍和電鍍并用的鍍覆方法，更詳細(xì)地說是涉及在對(duì)各種形狀的被加工原料進(jìn)行鍍覆的時(shí)候，進(jìn)行預(yù)處理，將該原料的表面狀態(tài)準(zhǔn)備好，然后先通過無(wú)電解鍍使金屬離子在該原料表、里整個(gè)面上析出，形成金屬膜，接著按公知的方法進(jìn)行電鍍，然后進(jìn)行最終的精加工處理的鍍覆方法。
進(jìn)行電鍍的歷史久遠(yuǎn)，其用途雖然分為防蝕、裝飾用和工業(yè)用的類別，但不管那一類，所用的鍍層都很多，有鍍鉑、金、銀、銅、鎳、鉻、鉛、錫等。
例如鍍鎳有使用硫酸鎳-氯化銨-硼酸鍍液，在20-30℃，以0.5-1A/dm2，進(jìn)行無(wú)光澤電鍍，以及通過硫酸鎳-氯化鎳-硼酸-光亮劑鍍液進(jìn)行光澤電鍍等。
近來，在各種特殊溶劑鍍液中進(jìn)行電鍍，在進(jìn)行對(duì)各種形狀被加工原料表面上形成薄鍍膜的觸擊電鍍方法時(shí)，在管狀原料的內(nèi)表面，或者波形狀原料等的彎曲深處，產(chǎn)生局部電流流動(dòng)變差，以及通電不足的位置。因此造成鍍層附著性變差，金屬離子不能充分析出，使得該部分不能形成金屬薄膜，造成基體原樣露出的殘存情況。由于上述這樣的部位在后步工序中與處理液接觸?；w的溶出促使電鍍液劣化，造成基體腐蝕等缺陷，這當(dāng)然就造成制品外觀和耐蝕性顯著變差，產(chǎn)生有缺陷制品增多，從而產(chǎn)品合格率低下等致命缺點(diǎn)。
本發(fā)明的目的是開發(fā)這樣一種鍍覆技術(shù)，以消除上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，使在圓筒狀和具有曲面部分的波形狀等特殊形狀的被加工原料上，形成與通常平板原料相同的有光澤、外觀良好、耐蝕性優(yōu)良、附著性好的均勻金屬薄膜。
本申請(qǐng)人為消除現(xiàn)有技術(shù)的各個(gè)缺點(diǎn)，由各種實(shí)驗(yàn)研究及出結(jié)果，在電鍍之前進(jìn)行無(wú)電解鍍(化學(xué)鍍)，在特殊異形原料的表、里全部面上析出金屬，形成均勻的金屬薄膜之后，再采用通常的電鍍和精加工處理，得到了完全消除現(xiàn)有各缺點(diǎn)的結(jié)果，從而達(dá)到完成本發(fā)明的目的。
本發(fā)明提供了一種無(wú)電解鍍和電鍍并用的鍍覆方法，其特征是在對(duì)板狀、圓筒狀、波形狀等各種形狀的被加工原料進(jìn)行鍍層時(shí)，先進(jìn)行預(yù)處理使被加工原料的表面狀態(tài)準(zhǔn)備好，在不使用電能的情況下通過置換反應(yīng)，將金屬鹽水溶液中的金屬離子均勻析出到上述被加工原料的表、里的全部表面上，以形成金屬薄膜，在進(jìn)行了這種無(wú)電解鍍之后，按照需要作活性化處理，接著進(jìn)行通常的電鍍，最后作精加工處理。
上述被加工原料以鋁及其合金，銅及其合或鐵及其合金為好，此外，上述無(wú)電解鍍?nèi)芤旱慕M成以金屬鹽和還原劑及緩沖劑三種為好。
例如在鎳的無(wú)電鍍(化學(xué)鍍覆)的情況下，作為金屬鹽的有硫酸鎳、氯化鎳等，作為還原劑的是次亞磷酸鈉，次亞硫酸鈉等，此外作為緩沖劑有醋酸鈉、硼酸、乳酸、酒石酸、檸檬酸鈉、琥珀酸鈉等，其它也有含各種光亮劑的情況。
此外，按照被加工原料的材質(zhì)，通過預(yù)備試驗(yàn)決定適當(dāng)鍍液的組成，通常在鐵及其合金等的場(chǎng)合使用酸性鍍液，而在非金屬如塑料的場(chǎng)合則使用堿性鍍液。
其次，關(guān)于金屬離子的濃度，無(wú)電解鍍的鍍液與電鍍液不同，由于金屬離子是由該金屬鹽提供，所以對(duì)該金屬鹽的濃度調(diào)整是鍍液維護(hù)上的一個(gè)重要因素。
此外，構(gòu)成鍍液的重要金屬鹽的母液中有還原劑，在該金屬的析出過程中理所當(dāng)然是重要的。例如在金屬鹽用鎳鹽而還原劑用次亞磷酸鹽的場(chǎng)合用下式表示
在實(shí)際操作的場(chǎng)合，二者的當(dāng)量比不是象上述反應(yīng)式(1)那樣，而有若干差異。
如上所述，作為緩沖劑主要用有機(jī)酸，也含有穩(wěn)定劑和光亮劑。上述試劑自然而然地有最佳的比例，在鍍層操作中有必要對(duì)其進(jìn)行充分調(diào)整。
另外，對(duì)與鍍層厚度及附著性有關(guān)的鍍液中的pH變化，時(shí)間，溫度等有必要充分進(jìn)行控制。
如上所述，在無(wú)電解鍍的場(chǎng)合，試劑的補(bǔ)充，加工表面積和鍍液容量的關(guān)系，以及鍍液壽命等在維護(hù)上是重要的，不再敘述。
本發(fā)明的方法在鍍層工藝中，取代了過去的觸擊電鍍法，并以電鍍處理前進(jìn)行無(wú)電解鍍作為特征，按照該方案，不僅能在基底全部面上形成金屬薄膜并在該面上進(jìn)行電鍍，而且制品全面的外觀良好，同時(shí)耐蝕性提高。
也就是說，通過在電鍍前實(shí)施無(wú)電解鍍處理后，達(dá)到了用觸擊電鍍不能在圓角狀和波形狀被加工原料內(nèi)面和彎曲部位的深處形成薄膜，換言之就是與鍍液接觸部分的全部面上都析出金屬，由于形成金屬薄膜，在后步工序中防止了基體在鍍液中的溶出，此外由于提高了通電性，使電流分布更加均勻化，使電鍍薄膜的被覆力和附著性提高。
在上述無(wú)電解鍍處理后，按照需要進(jìn)行活性化處理，然后按照上述現(xiàn)有技術(shù)內(nèi)容所述的公知技術(shù)進(jìn)行電鍍。
以下說明本發(fā)明的實(shí)施例。
實(shí)施例實(shí)施例1

圖1示出了按照本發(fā)明的方法向鋁基體上鍍鎳處理工藝的概略流程圖，由該圖說明本發(fā)明。
首先搬運(yùn)具有折曲部分的波形板狀的鋁基體在60℃下于アルヮリ-ン101(商品名)50g/l(磷酸鹽類20g/l，碳酸鹽25g/l，表面活性劑5g/l)的溶液所組成的脫脂浴中浸漬10分鐘進(jìn)行堿脫脂處理，用水清洗，接著于40℃下在ァルサランPRE(商品名)300g/l(磷酸300g/l，添加劑40g/l，硝酸200g/l)的浴組成的浸蝕浴中浸漬90秒鐘進(jìn)行浸蝕處理后，用水清洗，接著在22℃下在サブスタ-Zn-111(商品名)500g/l(氫氧化鈉140g/l，金屬鋅(38g/l)的浴組成的鋅酸鹽處理浴中浸漬30秒進(jìn)行鋅酸鹽處理(使附著性提高)后，用水清洗，再在硝酸500cc/l的浴中浸漬20秒鐘進(jìn)行鋅酸鹽剝離處理，再次進(jìn)行上述鋅酸鹽處理(22℃，30秒鐘)，然后按照下述進(jìn)行無(wú)電解鍍處理。
無(wú)電解鍍?cè)∫旱慕M成為トッブニュロンBL-M(商品名)100cc/l，トッブニュロンBL-l(商品名)60cc/l(鎳鹽20g/l，次亞磷酸鹽20g/l，添加劑(穩(wěn)定劑，光亮劑等)20g/l)。浴溫保持在90℃進(jìn)行13分鐘無(wú)電解鍍處理，使在上述鋁基體的全部面上形成厚3μ的鍍鎳薄膜。
所得制品至直彎曲深處具有完全的鍍膜。
接著，由于該鎳薄膜面易于不穩(wěn)態(tài)化，為了提高附著性，先在10%硫酸液中進(jìn)行60秒鐘的活性化處理，然后將由硫酸鎳280g/l，氯化鎳45g/l，硼酸40g/l，光亮劑1，15ml/l，光亮劑2，0.75mg/l，pH4.2的浴組成的電鍍?cè)”３衷?0℃，在陰極電流密度3A/dm2，陽(yáng)極電流密度1.5A/dm2的條件下用空氣攪拌，進(jìn)行25分鐘電鍍，在鋁基體的表面上形成厚度約13μ的鍍鎳薄膜，然后水洗。
所得到制品不但在有小孔的整個(gè)平面部分，并且直至彎曲部分的深處都形成均勻的鍍鎳薄膜。
接著按下述條件進(jìn)行鍍鉻，以此作為精鍍，從而得到最終制品。
將以上所述進(jìn)行鎳電鍍后的鋁基體充分水洗后，用鉻回收浴活性，化處理20秒，然后水洗，將無(wú)水鉻酸250g/l，三價(jià)鉻1.6g/l，硫酸2.3g/l的浴組成的鍍鉻浴液保持在45℃，以陰極電流密度(DK)20A/dm2的條件電鍍處理2分鐘，使形成0.3μ的鉻薄膜。充分水洗直到檢查不出有鉻離子為止，然后于55℃干燥6分鐘，得到最終制品。
所得制品有光澤，呈鉻的顏色外觀美好，附著性和耐蝕性優(yōu)良。
實(shí)施例2進(jìn)行與實(shí)施例1同樣的預(yù)處理→無(wú)電解鍍→電鍍工藝處理，得到形成有光澤薄膜的鋁基體，對(duì)該基體按下述條件進(jìn)行白合金精加工，以此作為精加工處理。
首先充分水洗，然后保持由焦磷酸錫20g/l，氯化鈷20g/l，焦磷酸鉀250g/l，光亮劑10ml/l，pH8.7的浴所組成的白合金電鍍?cè)≡?0℃，以陰極電流密度(DK)0.7A/dm2的條件下電鍍處理3分鐘，形成厚度為0.3μ的有光澤的錫-鈷合薄膜，充分水洗后，進(jìn)行30秒鐘鉻酸鹽處理，再作提高耐蝕性和光澤精加工處理，再于55℃干燥處理8分鐘。
所得的最終制品耐蝕性優(yōu)良，雖然具有與鉻顏色相似的色調(diào)，但是呈現(xiàn)出與鉻酸層不同的獨(dú)特的良好外觀。
實(shí)施例3按照與實(shí)施例1相同的方法進(jìn)行預(yù)處理→無(wú)電解鍍→電鍍工藝，得到形成有光澤鍍鎳薄膜的鋁基體，對(duì)該基體按下述條件進(jìn)行黑合金精加工作為精加工處理。
預(yù)先水洗后，將焦磷酸錫10g/l，氯化鈷30g/l，焦磷酸鉀320g/l，光亮劑20ml/l，pH8.7的浴組成的黑合金鍍?cè)”３衷?0℃，在陰極電流密度(DK)為10A/dm2的條件下處理2分鐘，使之形成厚0.3μ的黑色錫-鈷合金鍍層。充分水洗后，進(jìn)行30秒鐘鉻酸鹽處理，再進(jìn)行提高耐蝕性處理，在55℃下干燥6分鐘。
所得最終制品耐蝕性優(yōu)良，呈現(xiàn)出獨(dú)特的美好黑色外觀。
本發(fā)明已如上述。現(xiàn)有技術(shù)不能達(dá)到圓筒內(nèi)面和波形狀板彎曲深處形成金屬薄膜，而本發(fā)明中，在與無(wú)電解鍍的鍍液接觸部位的全部面上析出金屬離子，由于形成金屬薄膜，所以完全防止了后步工序中基體在浴中溶出和內(nèi)部的腐蝕及變色。此外由于通電性提高，電流分布更加均勻化，所以提高了電鍍薄膜的被覆力及附著性，從而顯著提高了耐蝕性。
再有，如果用本發(fā)明的方法，能在各種形狀的被加工基體面上形成有光澤、外觀良好、耐蝕性優(yōu)良的均勻金屬薄膜，再通過進(jìn)行鍍鉻，白鍍和黑鍍等精鍍，使其效果更加提高。
本發(fā)明的方法也適用于在各種被加工原料上鍍各種金屬的場(chǎng)合，不再敘述。
圖1中使用本發(fā)明的方法向鋁原料上進(jìn)行鍍鎳處理工藝的概略流程圖。
權(quán)利要求
1.無(wú)電解鍍和電鍍并用的鍍覆方法，其特征在于，在對(duì)板狀、圓筒狀、波形狀等各種形狀的被加工原料鍍層的時(shí)候，先對(duì)被加工原料進(jìn)行預(yù)處理準(zhǔn)備好，然后在不使用電鍍的情況下通過金屬鹽水溶液中的金屬離子的置換反應(yīng)，進(jìn)行在上述被加工原料的表、里全部面上形成均勻析出的金屬薄膜的無(wú)電解鍍，然后按照需要進(jìn)行活性化處理，再進(jìn)行通常的電鍍，最后作精加工處理。
2.權(quán)利要求1所述的無(wú)電解鍍和電鍍并用的鍍覆方法，其特征在于，上述被加工原料是鋁和鋁合金，銅和銅合金，或者是鐵和鐵合金，上述無(wú)電解鍍的鍍液由金屬鹽、還原劑和含有穩(wěn)定劑、光亮劑的緩沖劑三種組成。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供一種鍍覆技術(shù)，使得在圓筒狀和具有彎曲部位的波形狀等特殊形狀的被加工原料的表面上，形成與通常平板狀原料同樣的有光澤、外觀良好、耐蝕性優(yōu)良，附著性更加均勻的金屬薄膜。該技術(shù)為無(wú)電解鍍和電鍍并用的鍍覆方法，其特征是，在對(duì)圓筒狀，波形狀等被加工原料進(jìn)行鍍覆時(shí)，先對(duì)被加工原料的表面狀態(tài)進(jìn)行預(yù)處理以準(zhǔn)備好，然后通過無(wú)電解鍍，使得在被加工原料的表、里全部面上析出金屬離子，以形成金屬薄膜，然后進(jìn)行電鍍，電進(jìn)行最終精加工處理。
文檔編號(hào)C23C28/02GK1105397SQ9410177
公開日1995年7月19日 申請(qǐng)日期1994年1月13日 優(yōu)先權(quán)日1994年1月13日
發(fā)明者矢島嘉昌 申請(qǐng)人:鎌倉(cāng)國(guó)年