[發(fā)明專利]用于鋅和鋅合金鑄模構件的新型無氰電鍍方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200980132950.7
• 申請日: 2009-07-17
• 公開（公告）號: CN102131960A
• 公開（公告）日: 2011-07-20
• 發(fā)明（設計）人: A·J·羅恩;R·D·赫德曼;C·羅賓森
• 申請（專利權）人: 麥克德米德股份有限公司
• 主分類號: C25D3/12
• 分類號: C25D3/12
• 代理公司: 北京三幸商標專利事務所 11216
• 代理人: 劉激揚

技術領域

本發(fā)明涉及一種用粘性金屬鍍層覆蓋由鋅或鋅合金制造的物品的方法，該方法實質上無氰化物離子。本發(fā)明的鍍層使此物品適合于隨后在其它金屬(如銅、鎳和鉻)中電鍍。

背景技術

鋅和鋅合金產品通常制成鑄模件且常用于如汽車零件或配件的應用。為了增強此物品的裝飾性外觀及對其提供防腐蝕的保護，該物品常以電解或化學鍍敷方式覆以其它金屬。此應用的最常用金屬為銅、鎳、鉻和黃銅。外觀或腐蝕保護的進一步增強可通過使用有機涂料得到。

傳統(tǒng)上對鋅和鋅合金電鍍第一銅鍍層，該鍍層是通過含氰化物離子的方法施加的。為了使對基板的化學侵蝕最小，銅溶液為堿性，而且需要氰化物離子以提供銅(I)離子的穩(wěn)定絡合物。為了由于氰化物離子的高毒性而排除它的使用，現(xiàn)已致力于取代氰化銅電鍍液。

取代堿性銅電鍍浴中氰化物離子的合適的穩(wěn)定水性銅(I)離子絡合物難以掌握。美國第5,750,018號專利描述一種使用酰亞胺(如琥珀酰亞胺)或乙內酰脲(如二甲基乙內酰脲)的堿性銅(I)溶液，但是這些溶液需要永久存在還原劑(如堿金屬亞硫酸鹽或亞硫酸氫鹽)或胺(如羥胺或肼)。然而，銅(I)離子仍固有地不穩(wěn)定，易于氧化成銅(II)，而且此浴不夠強效，需要密切監(jiān)測及維護。未發(fā)現(xiàn)其在工業(yè)應用上的益處。

現(xiàn)已建議含絡合劑的堿性銅(II)浴，焦磷酸鹽為公知的例子。然而焦磷酸鹽絡合物沒有穩(wěn)定到足以防止銅(II)在鋅基板上的銅化學沉積，以及相應的鋅從表面的化學溶解，即使在浸泡于浴中之前施加陰極電位。此浸泡沉積產生不良粘性鍍層，其脫落或呈現(xiàn)起泡。

美國第3,928,147號專利請求保護一種將鋅物品在浸泡于無氰銅(II)電鍍浴之前浸泡于有機磷螯合劑溶液的方法，用于抑制銅的浸泡沉積。

較近的美國第4,469,569號專利與美國第4,521,282號專利已描述在銅鍍浴中使用有機膦酸鹽絡合劑，而美國第6,054,037號專利描述了一種通過加入鹵離子來穩(wěn)定陰極膜中銅(I)離子而修改的有機膦酸鹽浴。現(xiàn)發(fā)現(xiàn)這些類型的浴適合電鍍在鋼上，而且在某些情形發(fā)現(xiàn)浸泡于浴之前施加陰極電位對鋅基板有效。然而，即使在浸泡前施加陰極電位，通常在上述浴中仍會發(fā)生浸泡沉積，而且關于此點尚未發(fā)現(xiàn)以上類型的銅(II)浴對鋅鑄模物品的電鍍應用的一般用途。

最近的美國第2008/0156652號專利申請描述了一種銅(II)鹽的堿性電鍍浴，其具有酒石酸鹽絡合劑及選自磷酸鹽或次磷酸鹽的添加劑，其中將物品以0.002至0.02A/dm²電鍍。然而，發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)，該體系仍會產生粘性較電鍍沉積物固有地不良的浸泡沉積物。

取代氰化物的替代方法現(xiàn)已指向用不同的金屬鍍層取代銅。GB2272001描述了一種在以堿性無氰銅電鍍之前用于鋅鑄模件的含鋅和錫的電解質，其據(jù)信為焦磷酸銅(II)型。

美國第6,827,834號專利提議在焦磷酸銅電鍍階段之前使用一種堿性焦磷酸鎳浴以沉積出浸泡鎳鍍層。然而浸泡沉積物的粘性固有地低于電鍍沉積物，此外為了防止銅從后續(xù)銅(II)溶液中的進一步浸泡沉積，任何不同的金屬沉積物需要厚到足以提供非多孔性膜。浸泡沉積物未厚到足以產生非多孔性層。因此與目前的氰化物為主電鍍技術相比，此方法仍有粘性不良和缺乏強效的問題。

因此，美國第2006/0096868號專利申請描述了一種用于在鋅鑄模物品上沉積厚鎳層的溫和酸性、接近中性的鎳電鍍浴。雖然此類型浴的沉積物厚到足以保護基板在后續(xù)方法階段不受侵蝕，但電解質在凹處均鍍能力不良，因此復雜形狀零件上仍有一些鋅基板暴露。此外，此電解質的沉積物呈現(xiàn)非常高的內應力及不良的延展性。

雖然以上現(xiàn)有技術描述粘性沉積物的制造，典型電鍍機需要將物品加熱例如1小時而測試鍍層對鋅鑄模物品的粘性。在加熱階段后于環(huán)境溫度立即將物品投入水中。此測試的常用加熱溫度為180℃。這種加熱及驟冷測試可顯現(xiàn)出全部現(xiàn)有技術鍍層均缺乏粘性，其由物品上出現(xiàn)的大水泡證明。根據(jù)該測試，目前使用的含氰化物銅(I)浴以在物品上電鍍第一層的方法提供了無水泡的結果。

因此，仍需要提供一種不使用含氰化銅的浴而電鍍鋅鑄模物品的方法，而且其在接受上述加熱及驟冷測試時可展現(xiàn)優(yōu)良的粘性。此方法同樣必須強效而以最小的技術控制并維護足以承受在典型工業(yè)制造條件下連續(xù)使用。

本發(fā)明涉及一種在鋅或鋅合金物品上產生粘性金屬鍍層的方法，在該方法中不使用氰化物離子。首先將鋅或鋅合金物品以常用方式清潔，然后電鍍一層鋅合金鍍層，該鋅合金鍍層優(yōu)選為鋅-鎳合金。該鋅合金鍍層具有良好的對基板的粘性，且提供適合后續(xù)電鍍階段的金屬層。