[發明專利]在鋁表面電鍍柔性金屬錳的方法

有效

• 申請號: 201810135858.7
• 申請日: 2018-02-09
• 公開（公告）號: CN108315783B
• 公開（公告）日: 2019-10-29
• 發明（設計）人: 蔣良興;楊凡;劉芳洋;賴延清;李劼
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C25D3/54
• 分類號: C25D3/54;C25D5/44;C25D5/48
• 代理公司: 長沙智德知識產權代理事務所(普通合伙) 43207
• 代理人: 陳銘浩

本發明公開了一種在鋁表面電鍍柔性金屬錳的方法，其包括：取去離子水為溶劑按以下濃度配制電鍍液：硫酸銨0.85～1.15mol/L、金屬離子螯合劑0.05～0.5mol/L、一水合硫酸錳0.25～0.45mol/L，用氨水調節電鍍液的pH至6.5～7.0；用砂紙由粗到細依次打磨鋁板，將打磨好的鋁板依次置于無水乙醇、蒸餾水中清洗；在隔膜電解槽中加入電鍍液，將鋁板插入陰極室內，選擇300～600A/m²的陰極電流密度在室溫下恒流電鍍；將清洗后的鍍層置于重鉻酸鉀溶液中浸泡后，取出鋁板沖洗至無鈍化劑殘留。本發明提出的方法能在鋁表面電鍍結晶致密、純度高、結合能力強的錳鍍層，且工藝操作簡單，適合工業化生產。

技術領域

本發明涉及金屬表面工程技術領域，尤其涉及一種在鋁表面電鍍柔性金屬錳的方法。

背景技術

電鍍是采用電化學方法在導體表面沉積特定成份和性能的金屬或合金覆蓋層的過程。電鍍技術可以有效的提高金屬的耐磨性、導電性、抗腐蝕性等。鋁具有重量輕、耐腐蝕的特點而被廣泛應用于各種領域，但是純鋁的強度不高、耐磨性差、焊接性能差。為滿足航空、建筑、汽車等重要工業領域對鋁基材料的需求，進一步提高純鋁的商業應用，需在其表面鍍覆一層其他金屬，以提高鋁的物化性能。但是大部分金屬很難與鋁進行復合，鋁和空氣中的氧有很強的親和力，表面極容易生成一層致密的薄膜，嚴重影響鍍層與基底的結合力。鋁的熱膨脹系數為23.3ppm/k，與常見金屬的膨脹系數相差較大，從而增加鍍層和基底的內應力。同時，鋁的膨脹系數較大，不宜在溫度改變的較大的條件下電鍍。

目前，在鋁表面電鍍需要采用復雜的預處理工序，包括二次浸鋅、預電鍍等方法。這些方法工藝流程長，生產成本高，不能快速獲得結合力好的鍍層。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種在鋁表面電鍍柔性金屬錳的方法，旨在解決現有在鋁表面電鍍的方法工藝流程長，生產成本高，不能快速獲得結合力好的鍍層的技術問題。

為實現上述目的，本發明提供的在鋁表面電鍍柔性金屬錳的方法包括以下步驟：

1)電鍍液的配制

取去離子水為溶劑按以下濃度配制電鍍液：硫酸銨0.85～1.15mol/L、金屬離子螯合劑0.05～0.5mol/L、一水合硫酸錳0.25～0.45mol/L，待溶質完全溶解后用氨水調節電鍍液的pH至6.5～7.0；

2)基底的預處理

用砂紙由粗到細依次打磨鋁板至鏡面，將打磨好的鋁板依次置于無水乙醇、蒸餾水中經超聲清洗10～60分鐘，干燥后備用；

3)陰極電鍍

在隔膜電解槽中加入電鍍液，將鉛銀合金板插入陽極室內，將鋁板插入陰極室內，選擇300～600A/m²的陰極電流密度在室溫條件下恒流電鍍預設時間，電鍍結束后取出有鍍層的鋁板并用去離子水沖洗；

4)鍍層鈍化

將鍍層完全置于重鉻酸鉀溶液中浸泡60～90秒后，取出鋁板用去離子水反復沖洗至無鈍化劑殘留。

優選地，步驟1)中配制電鍍液的過程中，先向去離子水中加入硫酸銨和金屬離子螯合劑，待硫酸銨和金屬離子螯合劑完全溶解后再加入一水合硫酸錳。

優選地，步驟2)中打磨鋁板采用的砂紙依次是400目的氧化鋁砂紙、800目的氧化鋁砂紙、1200目的氧化鋁砂紙以及1500目的金相砂紙。

優選地，步驟3)中陽極室和陰極室之間采用聚酯隔膜分隔開。

優選地，步驟3)中隔膜的面積為鋁板有效面積的80～90％。

優選地，步驟3)中鉛銀合金板和鋁板之間的間距為3～5厘米。

優選地，步驟4)中重鉻酸鉀的濃度為3％～5％。