[發(fā)明專利]一種鋁及鋁合金化學(xué)置換與電沉積一體的無氰沉鋅液及其應(yīng)用

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811615613.0
• 申請(qǐng)日: 2018-12-27
• 公開（公告）號(hào): CN109609934A
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田志斌;包志華;陳發(fā)行;詹益騰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣州三孚新材料科技股份有限公司
• 主分類號(hào): C23C18/31
• 分類號(hào): C23C18/31;C23C28/02;C25D3/12;C25D3/38;C25D5/12
• 代理公司: 佛山幫專知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44387
• 代理人: 顏德昊

本發(fā)明公開了一種鋁及鋁合金化學(xué)置換與電沉積一體的無氰沉鋅液及其應(yīng)用。該無氰沉鋅溶液包括：金屬離子15?50g/L，氫氧根離子50?200g/L，絡(luò)合劑20?100g/L，結(jié)晶細(xì)化劑0.2?5g/L，抑制劑0.2?5g/L，光亮劑0.1?5g/L，余量水。無氰電鍍方法，包括前處理、沉鋅處理、預(yù)鍍鎳或預(yù)鍍無氰堿銅、酸性光亮鍍銅和鍍多層鎳鉻的步驟，過程中只需沉鋅一次，不使用揮發(fā)性強(qiáng)的硝酸，減少?gòu)U水和廢氣的排放，降低對(duì)操作人員的身體傷害，因此使用上述鋁及鋁合金化學(xué)置換與電沉積一體的無氰沉鋅液應(yīng)用于鋁及鋁合金電鍍，不僅擁有很好的效果，而且可以降低電鍍后的工業(yè)廢氣、廢水處理難度以及對(duì)操作人員的身體傷害。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電鍍技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種鋁及鋁合金化學(xué)置換與電沉積一體的無氰沉鋅液及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

鋁及鋁合金具有較高的機(jī)械強(qiáng)度和較高的延展性，易加工、比強(qiáng)度高、質(zhì)量輕等優(yōu)點(diǎn)，大量應(yīng)用于建筑、五金、電子、汽車、船舶、飛機(jī)、航天航空等領(lǐng)域。

鋁及鋁合金加工的配件由于防腐或外觀的需要，大部分需要進(jìn)行電鍍處理。因?yàn)殇X的電負(fù)性很強(qiáng)，對(duì)氧親和力強(qiáng)，較易形成氧化膜，且鋁為兩性金屬，在酸堿中均不穩(wěn)定。另外，鋁的膨脹系數(shù)較大，容易使鍍層脫落，因此鋁及鋁合金屬于難鍍金屬。鋁及鋁合金電鍍之前都必須經(jīng)過化學(xué)沉積鋅合金層的工藝。

現(xiàn)階段鋁及鋁合金的沉鋅工藝由于一次沉鋅得到的沉鋅層晶粒粗大，晶粒間存在大量的空間無法填充或形成大量的密閉空間，空間中包裹著大量的水或沉鋅液等雜質(zhì)，進(jìn)行后續(xù)電鍍后，空間中的雜質(zhì)依然無法清洗干凈，被包裹在鍍層內(nèi)部，電鍍成品放置倉庫或者進(jìn)行高溫烘烤，將產(chǎn)生大量的起泡現(xiàn)象，造成鋁及鋁合金電鍍成品率低。為了減小沉鋅層鋅合金晶粒的大小，主要是采用二次沉鋅的工藝，一次沉鋅后水洗再在1:1的硝酸中脫鋅，水洗后進(jìn)行二次沉鋅，采用此工藝得到的沉鋅層鋅合金晶粒明顯減小，減少鋅合金晶粒間空間夾雜，提高電鍍成品率。鋁及鋁合金兩次沉鋅后放大兩萬倍的SEM圖分別如下圖1和圖2所示。

此外，現(xiàn)階段的鋁及鋁合金沉鋅工藝流程中采用硝酸脫鋅，有大量的硝酸酸霧溢出，既影響操作工人的身體健康，又腐蝕設(shè)備，增加設(shè)備的維護(hù)成本，更污染環(huán)境；成熟的鋁及鋁合金二次沉鋅也存在缺陷，特別是對(duì)工件上較多針、渣孔等盲孔的鋁合金，深孔處由于攪拌與外部裸露處攪拌差、置換后金屬濃度降低無法及時(shí)得到補(bǔ)充、金屬離子遷移速度慢等原因，導(dǎo)致盲孔沉鋅層厚度不足，電鍍時(shí)打底鍍液腐蝕穿沉鋅層，金屬離子直接與鋁材置換，電鍍后出現(xiàn)起泡等不良。延長(zhǎng)沉鋅時(shí)間可以增加盲孔內(nèi)的沉鋅層厚度，但在裸露部沉鋅層厚度超過工藝范圍，導(dǎo)致沉鋅層疏松，電鍍后產(chǎn)生起泡、脫皮等不良情況。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種鋁及鋁合金化學(xué)置換與電沉積一體的無氰沉鋅液及其應(yīng)用，該無氰沉鋅液在保證鋁及鋁合金表面沉鋅層致密的前提下，增加盲孔沉鋅層厚度，并減少鋁及鋁合金在電鍍過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢氣。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種鋁及鋁合金化學(xué)置換與電沉積一體的無氰沉鋅液，包括如下含量的組分：

作為優(yōu)選地，所述的金屬離子包括鋅離子、銅離子、鎳離子和鐵離子；具體地，所述的鋅離子為氧化鋅、硫酸鋅、氯化鋅、醋酸鋅中的至少一種或一種以上的復(fù)配物提供，鋅離子含量為10-30g/L；所述的銅離子為硫酸銅、氯化銅、氯化亞銅、碳酸銅中的一種或一種以上的復(fù)配物提供，銅離子含量為0.2-4g/L；所述的鎳離子為硫酸鎳、氯化鎳、碳酸鎳、醋酸鎳中的一種或一種以上的復(fù)配物提供，鎳離子含量為1-15g/L；所述的鐵離子為三氯化鐵、硫酸鐵、硫酸亞鐵、硝酸鐵中的一種或一種以上的復(fù)配物提供，鐵離子含量為1-5g/L。金屬離子為鋁及鋁合金置換、電沉積沉鋅層提供置換和電沉積物質(zhì)，在鋁及鋁合金表面置換和沉積出鋅合金層。