[發明專利]堿性體系電鍍光亮鋅-鎳合金工藝

無效

• 申請號: 201110241597.5
• 申請日: 2011-08-22
• 公開（公告）號: CN102304734A
• 公開（公告）日: 2012-01-04
• 發明（設計）人: 宋文超;左正忠;胡哲;周自強
• 申請（專利權）人: 武漢吉和昌化工科技有限公司
• 主分類號: C25D3/56
• 分類號: C25D3/56
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 馬輝

技術領域

本發明涉及一種電鍍鋅鎳合金工藝，具體地說是一種堿性體系電鍍光亮鋅-鎳合金工藝。

背景技術

電鍍鋅鎳合金是近一二十年興起的一種鋼鐵陽極型防護鍍層。通常所指的鋅鎳合金是含鎳量在20％以下的低鎳含量合金。一般而言，合金層中的鎳含量只要在8～15％時，均有高的耐腐蝕性，特別是在13％左右時，可通過5％的NaCl中性鹽霧試驗2000小時。此范圍內的合金鍍層不僅耐蝕性7～10倍于鍍鋅層，更是擁有良好的上漆性、可焊性和成型性，因此得以廣泛的應用于汽車、航天航空、輕工、家電等領域的鋼鐵防護。另外由于鋅鎳合金具有高耐蝕和低氫脆的優點，其可以作為良好的代鎘鍍層在航空工業中使用。電鍍鋅鎳合金的研究最早出現于上世紀初，Schoch和Cocks先后發表了用硫酸鹽電鍍鋅鎳合金的文章，但大規模的研究和應用出現于上世紀八十年代，并最先在日本和德國得到成功。我國這方面的研究起步比較晚，但是從九十年代起得到了長足的發展。近年來，國內關于鋅鎳合金鍍層的研究取得突破性進展，并已經開始在工業上得到應用。

鋅鎳合金的出現基于人們對鋼鐵保護的高要求，尤其是汽車鋼板的保護。日本和德國汽車工業發達，在上世紀七八十年代率先將鋅鎳合金應用于汽車鋼板的防護，大大提高了汽車鋼板在融雪鹽條件和海洋氣候條件下的耐蝕性。我國鋅鎳合金工業化應用還處于起步階段。目前電鍍鋅鎳合金鍍液主要有酸性體系和堿性體系兩種。酸性體系主要為氯化物鍍鋅液發展而來，此外還有硫酸鹽體系、氯化物-硫酸鹽體系等。堿性體系主要由鋅酸鹽鍍鋅體系發展而來。另外還有焦磷酸鹽體系、多聚磷酸鹽體系等。

堿性體系又有鋅酸鹽體系、焦磷酸鹽體系、氰化物體系等。目前，鋅酸鹽體系被研究的最多，焦磷酸鹽體系在上世紀五六十年代研究的比較多，代表是Rama等人在1956年的對這一體系的深入研究，詳細的闡述了鍍層性能與結構之間的關系。由于焦磷酸鹽的溶解性不好，所以此體系需在較高溫度下工作。關于這一體系的研究較少，國內更是難見此類報道。鋅酸鹽體系是由堿性鋅酸鹽鍍鋅演變而來的。堿性鋅酸鹽鍍液具有很多酸性鍍液難以比擬的優點，如具有很寬的電流范圍，分散能力優良；鍍層無氫脆，后加工可行性好；鍍液成分簡單，對設備腐蝕性小；它的缺點是電流效率較低，沉積速度慢。進入新千年，有關堿性鋅酸鹽體系的報道逐漸增多。目前對于這一體系的研究主要集中在絡合劑和光亮劑的研究上。

為了提高鍍液的分散能力和深鍍能力，防止Ni²⁺離子產生沉淀，改善鍍層質量，通常要向堿性鍍液中添加一定量的配體。絡合劑有如下幾個要求：(1)鋅離子與鎳離子可共沉積。(2)鍍液的穩定性高。(3)鍍層中鎳的含量可控制，且鎳在不同的電流密度范圍內分布均勻。(4)配位劑的價格低。(5)廢水處理容易。

常用的絡合劑有脂肪族胺類，胺醇類，多胺類如，二乙烯三胺，三乙烯四胺，N，N’-(3-丙胺基)-乙二胺，四乙烯五胺，氨基羧酸類，羥基羧酸類，有機多膦酸鹽，多元醇化合物等。實驗表明這些絡合劑各有優缺點。表現為：鍍液不穩定，易發生渾濁、沉淀，合金鍍層中的鎳含量較低且波動變化較大；因而鍍層達不到耐蝕的要求。

一般來說，堿性鋅酸鹽體系鋅鎳合金鍍液可沿用鋅酸鹽鍍鋅光亮劑。文獻將此體系光亮劑分為無機光亮劑和有機光亮劑兩大類。無機光亮劑主要是氧化碲、亞碲酸及其鹽、碲酸及其鹽；用量在0.1～5g/L。作用是使鋅鎳合金的比列得到保證，即使在低電流密度區也能得到均勻的合金成分比，鍍層具有優良的光亮度。有機光亮劑主要有：1)胺類與環氧類化合物的縮合物。這一類光亮劑在堿性鋅酸鹽鍍鋅工藝中應用廣泛，二甲胺與環氧氯丙烷的縮合物(DE)，以及二甲氨基丙胺、乙二胺與環氧氯丙烷的縮合物(DPE系列)均屬此類。但是據有關研究，直接使用此類鍍鋅光亮劑并不能得到令人滿意的結果，2)芳香醛類。茴香醛、香草醛、胡椒醛等，其質量濃度為0.01～0.02g/L。然而，上述物質的單體或合成物均有較明顯的缺陷：即分散性差，低電流區不光亮，鍍層脆性較大，且不易實施后繼的鈍化。

發明內容

本發明的目的就是針對現有電鍍鋅鎳合金工藝的缺陷，提供一種堿性體系電鍍光亮鋅-鎳合金工藝。本發明工藝制得的鍍層光亮、均勻、脆性低，易鈍化；而且合金層中的鎳含量比較穩定。

本發明通過以下技術方案實現：一種堿性體系電鍍光亮鋅-鎳合金工藝，其電鍍液配方如下：

電鍍溫度為室溫，陰極電流密度0.5～5.0A/dm²，電鍍時間15～30分鐘。

本發明電鍍液配制方法如下，以1000毫升為例：