[發明專利]具有經改良腐蝕抗性的功能鉻層

有效

• 申請號: 201480020384.1
• 申請日: 2014-01-22
• 公開（公告）號: CN105102686B
• 公開（公告）日: 2017-03-08
• 發明（設計）人: 西貝斯提恩·菲斯坦霍爾;緹那·艾克瑟尼爾;戴維·艾爾維瑞茲;馬西亞斯·羅斯特
• 申請（專利權）人: 德國艾托特克公司
• 主分類號: C25D3/10
• 分類號: C25D3/10;C25D3/56
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司11287
• 代理人: 林斯凱

技術領域

本發明涉及電鍍浴組合物和通過電鍍沉積功能鉻層的工藝。

背景技術

通過電鍍沉積的功能鉻層用于改良諸如減震器、液壓活塞等產品的磨耗和腐蝕抗性。

所用的電鍍浴組合物包含鉻酸、硫酸根離子、水和烷基-磺酸或其鹽。

摩爾比S:C≥1:3的烷基-磺酸催化劑揭示于EP0196053B1中。適宜烷基-磺酸的實例是甲基-磺酸、乙基-磺酸、丙基-磺酸、甲烷-二磺酸和1,2-乙烷-二磺酸。所述烷基-磺酸改良電鍍期間的陰極電流效率。

烷基-聚磺酸、鹵化烷基-聚磺酸和相應鹽(例如甲烷-二磺酸)在電鍍期間減少鉛陽極的腐蝕的用途揭示于EP0452471B1中。

作為用于沉積功能鉻層的電鍍浴組合物中的添加劑的芳香族-三磺酸揭示于US2,195,409中。從所述電鍍浴組合物獲得的鉻層明亮并且均勻。

用于沉積具有經改良陰極電流效率的功能鉻層并且包含丙烷-1,2,3-三磺酸的電鍍浴組合物揭示于DE4305732A1中。

發明目標

本發明的目標是提供電鍍浴組合物和利用所述電鍍浴組合物沉積具有經改良腐蝕抗性的功能鉻層的工藝。

發明內容

此目標是利用用于沉積功能鉻層的水性電鍍浴來解決，其包含

(i)鉻(VI)離子源，

(ii)硫酸根離子源，和

(iii)甲烷-三磺酸或其鹽。

此目標進一步是利用用于將功能鉻層沉積到金屬襯底上的工藝來解決，所述工藝以此順序包含以下步驟：

(i)提供金屬襯底，

(ii)使所述襯底與包含鉻(VI)離子源、硫酸根離子源和甲烷-三磺酸或其鹽的水性電鍍浴接觸，和

(iii)將外電流施加到作為陰極的所述襯底并且從而將功能鉻層沉積到所述襯底上。

從水性電鍍浴并通過本發明的工藝沉積的功能鉻層與從包含已知烷基-磺酸的常規電鍍浴組合物沉積的功能鉻層相比具有增加的腐蝕抗性。

具體實施方式

本發明的水性電鍍浴包含鉻(VI)離子源、硫酸根離子、甲烷-三磺酸或其鹽和任選地表面活性劑。

鉻(VI)離子源優選為可溶于電鍍浴中的鉻(VI)化合物，例如CrO₃、Na₂Cr₂O₇和K₂Cr₂O₇，最優選為CrO₃。本發明電鍍浴中鉻(VI)離子的濃度優選在80g/l到600g/l、更優選100g/l到200g/l的范圍內。

電鍍浴中所存在的硫酸根離子優選以硫酸或電鍍浴可溶性硫酸鹽(例如Na₂SO₄)的形式添加。電鍍浴中的硫酸根離子的濃度優選在1g/l到15g/l、更優選2g/l到6g/l的范圍內。

鉻酸對硫酸鹽的濃度比(wt.-％)優選在25到200、更優選60到150的范圍內。

電鍍浴中的烷基-磺酸是甲烷-三磺酸(HC(SO₂OH)₃)或甲烷-三磺酸與一或多種其它烷基-磺酸的混合物。與甲烷-三磺酸成混合物的適宜其它烷基-磺酸包含甲烷-磺酸、甲烷-二磺酸、乙烷-磺酸、1,2-乙烷-二磺酸、丙基磺酸、1,2-丙烷-二磺酸、1,3-丙烷-二磺酸和1,2,3-丙烷-三磺酸。也可采用前述磺酸的相應鹽(例如鈉、鉀和銨鹽)代替游離烷基-磺酸或以其與游離烷基-磺酸的混合物形式采用。

在本發明電鍍浴中氧化成甲烷-三磺酸或其鹽的甲烷-三磺酸或其鹽的前體可用作甲烷-三磺酸或其鹽的一部分或唯一來源。

本發明電鍍浴中的甲烷-三磺酸或其鹽的濃度優選在2mmol/l到80mmol/l、更優選4mmol/l到60mmol/l的范圍內。

如果采用甲烷-三磺酸與其它烷基-磺酸的混合物，那么甲烷-三磺酸和其它烷基-磺酸或前述的鹽的總濃度優選在4mmol/l到160mmol/l、更優選12mmol/l到120mmol/l的范圍內。

所沉積功能鉻層內部的高數量的微觀裂縫是所需的，這是因為由此而實現高腐蝕抗性和所需機械性質(例如減少的內應力)。與功能鉻層內的巨觀裂縫相比，微觀裂縫不會延伸到下伏襯底的表面并且因此不會造成下伏襯底材料(其通常為鋼)的腐蝕。