專利名稱：堿性鍍液電鍍鋅－鎳合金工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種堿性鍍液電鍍鋅-鎳合金工藝。屬金屬材料表面處理技術(shù)領(lǐng)域。
近年來，鋅-鎳合金鍍層以其優(yōu)異的耐蝕性能越來越受到人們的重視。鋅-鎳鍍層的耐蝕性可達(dá)到純鋅鍍層的3～10倍，幾乎不存在氫脆，且焊接性能良好。該鍍層可廣泛應(yīng)用于國防、汽車、海洋船舶、輸電等耐蝕性要求高的工業(yè)領(lǐng)域。特別是隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，傳統(tǒng)的純鋅鍍層不能滿足相當(dāng)一部分汽車零部件耐蝕性的要求。因此，人們研究了二元鋅合金電鍍，如鋅-鐵、鋅-鎳、鋅-鈦、鋅-鈷、鋅-錫和鋅-磷等合金，從耐蝕性角度來看以鋅-鎳合金為佳。以前研究較多的是酸性鍍液電鍍鋅-鎳合金，但酸性鍍液分散性差，不適于電鍍形狀復(fù)雜的零部件。為此應(yīng)開發(fā)堿性鍍液電鍍鋅-鎳合金，但國內(nèi)在這方面的研究開發(fā)還不多，如華南理工大學(xué)盧錦堂等人研究的以氨水為絡(luò)合劑，二甲胺及乙二胺等為添加劑的堿性鋅-鎳合金電鍍工藝(“電鍍與環(huán)?！?996年7月，第16卷第4期)，可是因氨水易揮發(fā)，能適合工業(yè)化生產(chǎn)的堿性電鍍鋅-鎳合金鍍層技術(shù)還很少。國內(nèi)很多實驗室研究開發(fā)的堿性鋅-鎳合金電鍍工藝包括美國美吉諾的成品鍍液中主鹽含量較低，對鍍液維護(hù)與控制帶來了很多的困難，如美國美吉諾的堿性電鍍鋅-鎳合金鍍液需要自動分析補(bǔ)充控制。
本發(fā)明的目的是提供一種成本低廉、維護(hù)方便、有利環(huán)保、鍍層性能優(yōu)越的堿性電鍍鋅-鎳合金工藝，在相應(yīng)的操作條件下，可獲得厚度、成分和色澤均勻的銀白色鍍層，鍍層含鎳量在13％～18wt％，制備的產(chǎn)品(鍍層約厚8μ m)經(jīng)中性鹽霧試驗出現(xiàn)紅銹時間高于1000h。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的解決方案如下
該電鍍鋅-鎳合金的鍍液成分和相應(yīng)操作工藝參數(shù)為氫氧化鈉(NaOH) 50～180g/L乙二胺(無水)(C2H8N2) 10～50mL/L三乙醇胺(C4H11NO2) 0～90mL/L主鹽(Zn2++Ni2+)總量 10～50g/L[Ni2+]/[Zn2++Ni2+] 0.10~0.25(溫度高時比例相應(yīng)提高)電流密度 1~4A/dm2，推薦值為2.5A/dm2陽極 不銹鋼(1Cr18Ni9Ti)板，或純鋅板使用溫度 10～40℃攪拌方式 陰極移動或連續(xù)過濾主鹽鎳的補(bǔ)充可通過濃縮液進(jìn)行，鋅的補(bǔ)充通過濃縮液或控制鋅陽極板浸入鍍液的面積進(jìn)行。
主鹽為氧化鋅(ZnO)和氯化鎳(NiCl2·6H2O)，氯化鎳的用量隨鍍液工作溫度相調(diào)整(溫度升高氯化鎳用量從18g/L調(diào)整到21g/L)。
乙二胺濃度穩(wěn)定在25mL/L左右?；瘜W(xué)藥品至少為工業(yè)純級，鍍液配制用水應(yīng)為工業(yè)純水，配制鍍液過程應(yīng)進(jìn)行攪拌，靜置應(yīng)不短于2小時。
經(jīng)過除油浸蝕活化后的零部件在鍍液中電鍍鋅-鎳合金，在陰極電流密度為2.5A/dm2時得到鍍速約為20μm/hr，電鍍方式為吊鍍，電源為直流恒流源。電鍍時應(yīng)注意不能短路、斷路，時間由所要求的鍍層厚度而定。電鍍時最好保證陰極移動或連續(xù)過濾，并定時分析鍍液成分并補(bǔ)充主鹽和氫氧化鈉等。
本發(fā)明成分簡單，主鹽含量高，鍍液維護(hù)補(bǔ)充方便，鍍層性能優(yōu)越，適合工業(yè)化生產(chǎn)。
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。


圖1是本發(fā)明的鍍液配制流程示意圖。
具體的應(yīng)用實例為(1)按下列配方用蒸餾水配制好電鍍液氫氧化鈉(NaOH) 140g/L乙二胺(無水)(C2H8N2) 25mL/L三乙醇胺(C4H11NO2) 45mL/L氧化鋅(ZnO) 25g/L氯化鎳(NiCl2·6H2O) 18g/L主鹽(Zn2++Ni2+)總量 25g/L[Ni2+]/[Zn2++Ni2+] 0.25(溫度高時比例相應(yīng)提高)配制鍍液的步驟如下A用1/2的蒸餾水將氫氧化鈉充分溶解后再加入定量ZnO，攪拌溶解后備用；B用1/3的蒸餾水將氯化鎳充分溶解，再分別加入定量乙二胺和三乙醇胺絡(luò)合，靜置2小時以上備用；C將A，B所配溶液混合在一起，并加蒸餾水至所需容積后充分?jǐn)嚢瑁o置24小時。使用前將鍍液過濾即可使用。(2)將準(zhǔn)備好的碳鋼基體零件按常規(guī)的前處理方式進(jìn)行除油和浸蝕活化，然后按下列操作工藝條件電鍍30分鐘陰極電流密度 2.5A/dm2陽極 不銹鋼(1Cr18Ni9Ti)板(陽極、陰極面積比為10∶1)使用溫度 25℃(3)經(jīng)測試分析，所獲得的鍍層厚度為8～10微米，鎳含量為15wt％左右；(4)經(jīng)彩色鈍化或黑色鈍化后按ASTM B117標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行中性鹽霧試驗，連續(xù)噴霧240小時無白銹，1000小時無紅銹(基體腐蝕)。
權(quán)利要求
1.一種堿性鍍液電鍍鋅-鎳合金工藝，其特征在于堿性鍍液成分和相應(yīng)的操作工藝參數(shù)如下氫氧化鈉(NaOH) 50～180g/L乙二胺(無水)(C2H8N2) 10～50mL/L三乙醇胺(C4H11NO2)0～90mL/L主鹽(Zn2++Ni2+)總量10～50g/L[Ni2+]/[Zn2++Ni2+]0.10～0.25陰極電流密度 1～4A/dm2陽極 不銹鋼(1Cr18Ni9Ti)板，或純鋅板使用溫度 10～40℃。
全文摘要
一種堿性鍍液電鍍鋅－鎳合金工藝,通過研制的一種堿性鍍液在相應(yīng)的操作工藝條件可獲得厚度、成分均勻,鍍層含鎳量在13%～18wt%的鋅－鎳合金鍍層。中性鹽霧試驗表明鍍層出現(xiàn)白銹、紅銹的時間均大大高于常用的純鋅鍍層。鍍層在較高溫度下(200℃左右)的耐蝕性更優(yōu)于純鋅鍍層。本發(fā)明鍍液分散性好、無氫脆性,操作簡便。本發(fā)明是適應(yīng)于電鍍形狀復(fù)雜的零件,尤其適合于電鍍要求耐疲勞如彈簧、緊固件和其它結(jié)構(gòu)件或在較高溫度下使用如汽車發(fā)動機(jī)零件等。
文檔編號C25D3/56GK1258763SQ9912720
公開日2000年7月5日 申請日期1999年12月30日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月30日
發(fā)明者胡文彬, 丁文江, 許愛忠, 沈彬, 王慧敏 申請人:上海交通大學(xué)