[發明專利]改善鎂和鎂合金基材浸鋅的組合物和工藝

有效

• 申請號: 201080047659.2
• 申請日: 2010-10-15
• 公開（公告）號: CN102666918A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發明（設計）人: 雅各布·G·懷爾斯;納揚·H·喬希
• 申請（專利權）人: 埃托特克德國有限公司
• 主分類號: C23C18/31
• 分類號: C23C18/31
• 代理公司: 隆天國際知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 吳小瑛;菅興成

技術領域

本發明涉及應用至由鎂和鎂合金形成的基材的浸鋅領域。更具體而言，本發明涉及用于將鋅酸鹽鍍層施加至該基材的改善的組合物和工藝。

背景技術

在金屬電鍍領域中，一直以來公知的是，鎂和鎂合金基材是其中最難使用其它金屬進行電鍍的金屬基材。為了使各種金屬在鎂和鎂合金基材上獲得可靠的良好鍍層，曾經嘗試使用多種組合物和工藝。然而，由此所獲得的鍍層沒能在以下方面令人滿意：基材上所形成的層的質量、所需要的工藝的復雜性或二者兼有。所形成的層的質量在下列方面不能令人滿意：附著性、覆蓋完整性、賦予鎂或鎂合金基材的外觀或保護性中的一種或多種。

由于鎂和鎂合金基材是難以鍍有其它金屬的金屬基材，長久以來持續存在對用于此類基材浸鋅的改善的組合物和工藝的需求。盡管動機明確且進行了多種嘗試，至今仍然沒能滿足此長久以來從持續存在的需求，且繼續存在。

發明內容

本發明為在鎂或鎂合金基材上提供具有高附著性的金屬鍍層的問題提供解決方案，所述方案通過提供用于鎂和鎂合金基材浸鋅的改善的組合物和工藝來實現。與通過使用現有技術中的浸鋅組合物和工藝相比，本發明提供的鋅酸鹽鍍層得到顯著的改善。

因此，在一種實施方式中，本發明涉及一種含水浸鋅組合物，其pH為約8至約11且包含鋅離子、配位劑、氟離子和還原劑。

在另一種實施方式中，本發明涉及用于鎂或鎂合金基材浸鋅的非電解工藝，其包括：將所述基材浸泡在非電解含水浸鋅組合物中一段時間，該時間足以使鋅酸鹽沉積在所述基材上，其中，所述組合物包含鋅離子、配位劑、氟離子和還原劑且其pH在約8至約11范圍內。

在另一實施方式中，本發明涉及用于鎂或鎂合金基材浸鋅的非電解工藝，其包括：制備非電解含水組合物，所述組合物包含鋅離子、配位劑以及氟離子，且所述組合物的pH在約8至約11范圍內；向所述組合物添加還原劑，還原劑的添加量足以改善鋅酸鹽在鎂或鎂合金基材上的沉積；以及將所述基材浸泡在所述組合物中一段時間，該時間足以使鋅酸鹽沉積在所述基材上。

在一種實施方式中，所述配位劑以如下方式提供：焦磷酸鹽、三聚磷酸鹽、磷酸鹽或其中的兩種或更多種的混合物。

在一種實施方式中，所述鹽包括鉀、鈉或銨陽離子或它們的混合物。

在一種實施方式中，所述鋅離子以如下方式提供：硫酸鋅、醋酸鋅、氧化鋅、氯化鋅、氟化鋅、檸檬酸鋅或磺酸鋅中的一種或多種。

在一種實施方式中，所述氟離子以如下方式提供：氟化鉀、氟化鈉、氟化鋅、氟化銨或氟化氫銨中的一種或多種。

在一種實施方式中，所述還原劑以如下方式提供：次磷酸鹽、硼烷化合物、硼氫化物、肼、烷基和/或芳基取代的肼、亞磷酸鹽、羥胺、抗壞血酸、異抗壞血酸、甲醛、連二磷酸和磷酸中的一種或多種。

在一種實施方式中，所述組合物包含：

約0.005M至約1.5M的鋅離子，

約0.01M至約2M的配位劑，

約0.0025M至約1.5M的氟離子，和

約0.005M至約1.5M的還原劑。

在一種實施方式中，與不存在還原劑的相同工藝相比，鋅酸鹽的沉積和/或其至少一種性質得到改善。

在一種實施方式中，所述還原劑的量足以改善沉積在基材上的鋅酸鹽的至少一種性質，其中所述至少一種性質包括明亮度、顏色、光澤度、與基材的附著性和厚度均勻性中的一種或多種。

因此，本發明在于并提供一種解決長久已來對用于鎂和鎂合金基材浸鋅的改善的組合物和工藝的持續需要的令人滿意的解決方案，為用于將此類基材鍍覆其它金屬作準備。

具體實施方式

在本申請的公開內容和權利要求書中，示出的范圍和比例中的限值可以包括在內，且所有范圍被視為包括所有單位增量的子范圍。

在本申請的公開內容和權利要求書中，在可選項的列單中，其內容被視為包括列出的各可選項與其它可選項的任何可能的組合，因此所有可能的可選項的每一種組合均包括在本發明公開內容的范圍內。另外，列出的可選項組中的任何單獨的元素可以從列單中刪除，且由刪除而產生的每一個子組合均包括在本發明的公開內容的范圍內。

基材

應用于本發明的組合物和工藝的基材包括多種的制品(articles)，這些制品的共同之處在于它們都是由鎂或鎂合金形成。鎂合金在例如ISO?16220：2005、ASTM?B94-07鎂合金壓模鑄件的標準規范和多種其它工業、軍用和/或政府標準中有定義。如本文中所使用的，術語“鎂”和“鎂合金”被定義為包括本領域已知的那些材料。