專利名稱:鋅基合金的電鍍的制作方法
本發(fā)明是關(guān)于鋅基合金上電鍍銅、鎳、鉻的新方法，也適用于鋅基合金上電鍍導(dǎo)電的可焊的金、銀、錫鍍層。
鋅基合金具有良好的鑄造性和強(qiáng)韌性，是優(yōu)良的鑄造合金。用于鑄造形狀復(fù)雜、精度高的另件更為優(yōu)越，可以一步成型，而且生產(chǎn)率高。但是，它不耐磨，易受潮濕大氣的腐蝕。為了克服上述缺點，通常在鋅基合金上電鍍一層耐磨的、抗腐蝕的金屬。
由于鋅的標(biāo)準(zhǔn)電極電位比較負(fù)(-0.763伏)，在鋅基合金上電鍍是比較難以控制的，要從多方面加以注意(見《現(xiàn)代電鍍》第三版(中譯本)，作者Frederick A.Lowenheim，1974年，機(jī)械工業(yè)出版社1982年出版)。《電鍍手冊》(國防工業(yè)出版社1977年出版，第475頁)和1981年Annual Book of ASTM Standards(Part9，第65頁)指出鋅基合金的電鍍，需按以下步驟進(jìn)行，(1)鍍前處理機(jī)械整平、清洗(去油、堿化)、堿液電解清洗、弱酸浸蝕;(2)電鍍。按上述工序進(jìn)行鍍前處理，若工藝控制不好，零件表面仍有灰膜產(chǎn)生和出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，電鍍后鍍層起泡、起皮、出現(xiàn)黑條紋、黑斑點等缺陷。鍍層在50℃-60℃烘2小時，易起泡、起皮，合格率比較低。因此，鋅基合金的電鍍問題，影響了該合金在鑄造工業(yè)上的廣泛應(yīng)用。
本發(fā)明的目的在于提供一種在鋅合金(如Zn95%，Al4%，Cu1%)上電鍍銅、鎳、鉻以及金、銀、錫的方法。這種方法旨在克服上述缺點，使鍍前處理簡單、不產(chǎn)生灰膜、表面不腐蝕、鍍后鍍層不起泡、不起皮、不產(chǎn)生黑條紋和黑斑點，合格率高。
本發(fā)明的工藝流程如附圖所示，其詳細(xì)操作方法及溶液配方如下
1.用含有絡(luò)合劑的堿性水溶液進(jìn)行處理。首先將工件浸入水中2-5分鐘，使水充分填滿孔隙，防止以后處理時，酸堿溶液直接進(jìn)入孔隙中，這對鍍層的質(zhì)量影響較大。然后取出，浸入常溫的含有絡(luò)合劑的堿性水溶液中2-15分鐘，含絡(luò)合劑堿性溶液組成為HEDP 4-10%氫氧化鈉 4-20%檸檬酸鉀 2-3%其余為水;
最佳組成為HEDP 4-6%氫氧化鈉 7-12%檸檬酸鉀 2-3%其余為水。
上述配方中也可以增加EDTA二鈉 4-6%經(jīng)過上述溶液處理的鋅基合金工件，表面上無任何灰膜及腐蝕現(xiàn)象，并有金屬光澤。
2.鋅酸鹽處理工件經(jīng)上一道工序處理和流水洗兩道后，浸入常溫的鋅酸鹽溶液中2-5分鐘，鋅酸鹽溶液的組成為氫氧化鈉 50-60克/升氧化鋅 5-8克/升酒石酸鉀鈉 5-7克/升EDTA二鈉 1-2克/升硝酸鈉 0.5-1.5克/升水 一升3.氰化銅閃鍍工件經(jīng)上一道工序處理和流水洗兩道后，放入溫度為50℃-60℃，PH＝11.3-13的氰化銅閃鍍?nèi)芤褐?，用電流密度?0-80安/平方分米的電流沖擊0.5-1分鐘，然后把電流密度降到25安/平方分米，電鍍2-5分鐘。氰化銅閃鍍?nèi)芤旱慕M成為含銅量 15-20克/升氰化鈉(游離) 7-13克/升酒石酸鉀鈉 20-30克/升EDTA二鈉 5-10克/升水 一升。
4.電鍍銅、鎳、鉻或金、銀、錫電鍍銅、鎳、鉻時，首先用高壓(10-15V)大電流沖擊。
(1)鍍銅加厚時，電流密度為10-20安/平方分米，時間為0.5-1分鐘，槽液溫度為20-30℃。然后，電流密度降至4-5安/平方分米，電鍍40分鐘。
(2)鍍鎳時，電流密度為8-15安/平方分米，電鍍時間為1-2分鐘，槽液溫度為20-25℃。然后，電流密度降至2-3安/平方分米，再電鍍10-30分鐘(根據(jù)另件的要求而決定)。
(3)鍍鉻時，電流密度為80-150安/平方分米，時間為30秒，槽液溫度為55℃-62℃。然后，電流密度降至40安/平方分米，電鍍5-10分鐘。
電鍍銅、鎳、鉻時，采用常規(guī)電鍍?nèi)芤骸?br>電鍍金、銀、錫時，不需要高電壓大電流沖擊，采用常規(guī)電鍍?nèi)芤骸?br>采用上述方法電鍍鋅基合金，鍍層不起泡、不起皮、不產(chǎn)生黑條紋、黑斑點等缺陷，鍍層可以耐溫、耐潮濕。鍍層在50℃、80℃、90℃、100℃烘6-8小時不產(chǎn)生氣泡、不起皮。它在50±5℃和95-98%濕度下經(jīng)120小時試驗，不出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象。合格率可達(dá)98%以上。采用這種方法電鍍鋅基合金，電鍍效果與銅合金的電鍍效果一樣，因此，可以用價格低廉、易成形的鋅基合金代替價格昂貴又不易成形的銅合金。本鋅基合金電鍍方法操作簡便，設(shè)備簡單、工序少。
實例1，鍍銅、鎳、鉻。工件按前述步驟處理，至氰化銅閃鍍后，流水洗兩道。上述處理中，含絡(luò)合劑的堿性水溶液的組成為HEDP 4%氫氧化鈉 8%檸檬酸鉀 2%其余為水。
然后鍍銅加厚，鍍銅加厚的溶液組成為硫酸銅 200-250克/升硫酸 50-70克/升鹽酸(10%) 1毫升/升光亮劑KG-1 5-8毫升/升水 一升。
操作方法如前所述。
鍍銅加厚后，流水洗兩道。將工件浸入鍍鎳溶液中進(jìn)行鍍鎳，鍍鎳溶液的組成為硫酸鎳 240-260克/升氯化鎳 40-50克/升糖精 0.4-0.8克/升硼酸 30-40克/升十二烷基硫酸鈉 0.1-0.2克/升光亮劑791 6-8毫升/升水 一升。
操作條件如前所述。
鍍鎳后，流水洗兩道，換掛具，浸入稀鹽酸溶液中，稀鹽酸的組成為
鹽酸(濃) 20-25毫升水 100毫升。
操作條件為溫度室溫時間浸入10-15秒然后流水洗，浸入鍍鉻溶液中，鍍鉻溶液的組成為氧化鉻 250-350克/升硫酸(1.84) 2.5-3.5克/升氧化亞鉻 1.5-3克/升水 一升操作條件如前述。
取出工件，浸入回收槽液中，取出，放入流水槽中洗滌，熱水洗滌、烘干、檢驗。
用這種方法電鍍，生成的銅、鎳、鉻鍍層在100℃烘2-8小時不起泡。
實例2，鍍金。工件按前述步驟處理，至氰化銅閃鍍后，流水洗兩道。上述處理中，含絡(luò)合劑的堿性水溶液的組成為HEDP 5%氫氧化鈉 8%檸檬酸鉀 2%EDTA二鈉 5%其余為水。
然后浸入鍍金溶液中鍍金，鍍金溶液的組成為氯化金 15-20克/升EDTA二鈉 12克/升光亮劑G 2毫升/升檸檬酸鉀 80克/升亞硫酸鈉 150克/升水 一升操作條件為溫度 25-40℃ 電流密度 0.1-0.5A/dm2SK∶SA＝1∶2 pH＝11-13用此方法鍍出來的零件存放1年不變色，與銅合金的電鍍效果一樣。
實例3，鍍銀。工件按實例2的步驟處理，至氰化銅閃鍍后，流水洗兩道，浸入鍍銀溶液中鍍銀。鍍銀溶液的組成為氯化銀 38克/升 光亮劑A 30毫升/升光亮劑B 15毫升/升 硝酸鉀 100克/升水 一升操作條件為溫度15-25℃ 電流密度 1A/dm2-2A/dm2陰極轉(zhuǎn)動用上述方法鍍銀后，經(jīng)反復(fù)焊接后不起泡，不起皮。
實例4，鍍錫。工件按實例2所述步驟處理，至氰化銅閃鍍后，流水洗兩道，浸入鍍錫溶液中鍍錫，鍍錫溶液的組成為硫酸亞錫 40克/升 硫酸 142克/升光亮劑820 15毫升/升 光亮劑821 1毫升/升添加劑A 2-4克/升 穩(wěn)定劑苯胺 10克/升操作條件為溫度 15-36℃電流密度 3A/dm2-5a/dm2陽極為錫板SA∶SK＝2∶1
用此方法鍍出來的鍍層，經(jīng)反復(fù)焊接不起泡，不起皮，效果與銅合金的鍍錫層一樣，這樣就能節(jié)約大量銅合金，而且也解決了復(fù)雜零件難以成形的問題。
權(quán)利要求
1.一種在鋅基合金上電鍍銅、鎳、鉻、金、銀、錫的方法，包括鍍前處理和電鍍，其特征在于(1)用含絡(luò)合劑的堿性水溶液進(jìn)行鍍前處理；(2)用鋅酸鹽水溶液處理；(3)采用氰化銅閃鍍；(4)電鍍銅、鎳、鉻時，在最初階段用高電壓大電流沖擊。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1(1)，其特征在于(1)操作條件溶液溫度為常溫，時間為2-15分鐘;(2)含絡(luò)合劑堿性水溶液組成為HEDP 4-10%氫氧化鈉 4-20%檸檬酸鉀 2-3%其余為水;最佳組成為HEDP 4-6%氫氧化鈉 7-12%檸檬酸鉀 2-3%其余為水，
3.根據(jù)權(quán)利要求
2(2)，其特征在于含絡(luò)合劑堿性水溶液組成可增加EDTA二鈉4-6%。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1(2)，其特征在于(1)處理條件溶液的溫度為常溫，時間為2-5分鐘;(2)鋅酸鹽水溶液組成為氫氧化鈉 50-60克/升氧化鋅 5-8克/升酒石酸鉀鈉 5-7克/升EDTA二鈉 1-2克/升三氯化鐵 1.7-2克/升硝酸鈉 0.5-1.5克/升水 一升。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1(3)，其特征在于(1)閃鍍的條件槽液PH＝11.3-13，溫度55-60℃;電流密度50-80安/平方分米，時間為1-2分鐘;(2)氰化銅閃鍍?nèi)芤旱慕M成為含銅量 15-20克/升氰化鈉(游離) 7-13克/升酒石酸鉀鈉 20-30克/升EDTA二鈉 5-10克/升水 一升
6.根據(jù)權(quán)利要求
1(4)，其特征在于(1)鍍銅加厚時電壓為10-15伏，電流密度為10-20安/平方分米，時間為0.5-1分鐘，槽液溫度為20-30℃;然后，電流密度降至4-5安/平方分米，時間40分鐘;(2)鍍鎳時電壓為10-15伏，電流密度為8-15安/平方分米，時間為1-2分鐘，槽液溫度20-25℃;然后電流密度降至2-3安/平方分米，再電鍍10-30分鐘;(3)鍍鉻時電壓10-15伏，電流密度為80-150安/平方分米，時間為30秒，槽液溫度降為55℃-62℃;然后，電流密度降至40安/平方分米，電鍍5-10分鐘。
專利摘要
本發(fā)明為鋅基合金上電鍍銅、鎳、鉻的新方法。此方法也可用于鋅基合金上電鍍可焊性金、銀、錫鍍層。它包括鍍前處理和電鍍兩部分。鍍前處理溶液的組成為HEDP、氫氧化鈉、檸檬酸鉀，也可以增加EDTA二鈉。然后進(jìn)行鋅酸鹽處理，氰化銅閃鍍，最后電鍍銅、鎳、鉻，或電鍍金、銀、錫等鍍層。電鍍銅、鎳、鉻，開始時用高電壓大電流沖擊0.5-1分鐘。這樣獲得的鍍層不起泡、不起皮、不產(chǎn)生黑條紋、黑斑點，合格率在98％以上。
文檔編號C25D5/24GK85100201SQ85100201
公開日1986年9月17日 申請日期1985年4月1日
發(fā)明者白鴻生 申請人:國營長嶺機(jī)器廠導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan