CN102234795B - 用于双金属复合线材加工的锌基多元合金沉积液 - Google Patents
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Abstract
本发明属于金属表面处理技术领域，涉及一种用于双金属复合线材加工的锌基多元合金沉积液。它解决了现有技术不够合理等技术问题。本沉积液包括下述组分：氢氧化钠：100‑150g/L；氧化锌：10‑30g/L；酒石酸钾钠：8‑10g/L；镍盐：10‑50g/L；钴盐：8‑20g/L；锡盐：5‑15g/L；氯化铁：2‑3g/L；表面活性剂：1‑5g/L；余量为水。其优点在于：配伍合理，易于实施，使铝镁合金材料表面形成一层致密而均匀的锌基多金属过渡层，避免对铝镁合金材料氧化腐蚀。大大改善铝镁合金材料上置换形成的锌基合金层的微观结构完整性，同时也细化析出锌合金晶粒的尺寸，提高浸锌合金层与铝镁合金基体间结合力。
Description
技术领域
本发明属于金属表面处理技术领域，涉及铝镁合金材料表面处理，尤其是涉及一种用于双金属复合线材加工的锌基多元合金沉积液。
背景技术
电镀法是传统的双金属复合线材生产工艺，由于铝镁合金丝表面极易形成氧化膜，镀铜层质量差，结合力不牢，无法满足电线电缆行业的需求，一直无法形成产业化。为此，有人发明了酸盐电镀铜工艺，这种工艺在铝镁合金丝上连续镀铜，然后经拉拨工艺得到所需线径的铜包铝导线。这种工艺解决了通常镀铜工艺存在的镀层附着力低、不够致密、厚度不均匀等不足，铜材消耗量可比机械包覆法下降20％，能耗下降25％，电气性能更为优异。然而，上述电镀法制造铜包铝镁双金属线技术中存在较明显的不足之处；例如，铜、铝界面结构难以控制。
铜包铝镁双金属复合双金属线材，需要经过后续多道拉拔缩径、制缆等工序，对铜层与铝镁芯材的结合强度有非常高的要求。由于铝镁合金的化学性质活泼，能在很短时间内在外表面形成一层氧化膜，影响镀层与基体的结合力。同时铝、镁的标准电极电位很负，若直接电镀，必将在电镀液中发生铝与铜离子之间的置换反应，形成疏松的覆盖层，不能满足后续电镀加厚的要求，最终铜镀层极易脱落。因此必须对铝材进行特殊的表面处理。目前通常工艺是在铝镁合金基体上形成单一的化学浸锌层或锌镍二元浸锌层，所获得的铝镁合金表面置换层中元素单一，微观结构局部易产生破裂，影响后续电镀处理的质量。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提供一种配伍合理，易于实施，能够使铝镁合金材料表面形成一层致密而均匀的锌基多金属过渡层，隔绝空气以避免对铝镁合金材料氧化腐蚀的用于双金属复合线材加工的锌基多元合金沉积液。
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：本用于双金属复合线材加工的锌基多元合金沉积液，其特征在于，本沉积液包括下述组分：氢氧化钠：100-150g/L；氧化锌：10-30g/L；酒石酸钾钠：8-10g/L；镍盐：10-50g/L；钴盐：8-20g/L；锡盐：5-15g/L；氯化铁：2-3g/L；表面活性剂：1-5g/L；余量为水。
具体而言，本用于双金属复合线材加工的锌基多元合金沉积液可以在铝镁合金材料表面形成锌基镍、钴、锡、铁多元合金层。沉锌处理后所得表面层中微观结构完整性，在高化学活性的铝镁合金基体上获得了均匀致密、导电优良的锌基多元合金过渡层，良好地调整了铝镁合金的表面活性，保证了后续电镀过程的运行质量和拉拨处理过程的稳定性。通过化学置换在铝镁合金材料表面沉积多元锌基合金，大大改善了铝镁合金材料上置换形成的锌基合金层的微观结构完整性，同时也细化了析出锌合金晶粒的尺寸，提高浸锌合金层与铝镁合金基体间的结合力。这对后续工序中在高化学活泼性的铝、镁表面形成结合紧密镀铜层非常重要。
此外，加入适量表面活性剂可以明显改善处理液的稳定性。这里的表面活性剂是指具有固定的亲水亲油基团，在溶液的表面能定向排列，并能使表面张力显著下降的物质。表面活性剂的分子结构具有两亲性：一端为亲水基团，另一端为憎水基团；亲水基团常为极性的基团，如羧酸、磺酸、硫酸、氨基或胺基及其盐，也可是羟基、酰胺基、醚键等；而憎水基团常为非极性烃链，如8个碳原子以上烃链。表面活性剂分为离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂等。
在上述的用于双金属复合线材加工的锌基多元合金沉积液中，本沉积液的优化组分如下：氢氧化钠：120-140g/L；氧化锌：15-25g/L；酒石酸钾钠：8.5-9.5g/L；镍盐：25-40g/L；钴盐：12-18g/L；锡盐：10-12g/L；氯化铁：2.5-2.8g/L；表面活性剂：2.5-4.5g/L；余量为水。
与现有的技术相比，本用于双金属复合线材加工的锌基多元合金沉积液的优点在于：配伍合理，易于实施，能够使铝镁合金材料表面形成一层致密而均匀的锌基多金属过渡层，隔绝空气以避免对铝镁合金材料氧化腐蚀。大大改善了铝镁合金材料上置换形成的锌基合金层的微观结构完整性，同时也细化了析出锌合金晶粒的尺寸，提高浸锌合金层与铝镁合金基体间的结合力。
具体实施方式
本用于双金属复合线材加工的锌基多元合金沉积液包括下述组分：氢氧化钠：100-150g/L；氧化锌：10-30g/L；酒石酸钾钠：8-10g/L；镍盐：10-50g/L；钴盐：8-20g/L；锡盐：5-15g/L；氯化铁：2-3g/L；表面活性剂：1-5g/L；余量为水。优化组分如下：氢氧化钠：120-140g/L；氧化锌：15-25g/L；酒石酸钾钠：8.5-9.5g/L；镍盐：25-40g/L；钴盐：12-18g/L；锡盐：10-12g/L；氯化铁：2.5-2.8g/L；表面活性剂：2.5-4.5g/L；余量为水。本用于双金属复合线材加工的锌基多元合金沉积液在室温对铝镁合金材料表面进行处理，处理时间为60-120s。
为了形成更为理想的锌基多元合金层。本实施例中，氢氧化钠120g/L；氧化锌：20g/L；酒石酸钾钠：9g/L；镍盐：30g/L；钴盐：18g/L；锡盐：10g/L；氯化铁：2.5g/L；表面活性剂：3g/L；余量为水。
本用于双金属复合线材加工的锌基多元合金沉积液可以在铝镁合金材料表面形成锌基镍、钴、锡、铁多元合金层。沉锌处理后所得表面层中微观结构完整性，在高化学活性的铝镁合金基体上获得了均匀致密、导电优良的锌基多元合金过渡层，良好地调整了铝镁合金的表面活性，保证了后续电镀过程的运行质量和拉拨处理过程的稳定性。通过化学置换在铝镁合金材料表面沉积多元锌基合金，大大改善了铝镁合金材料上置换形成的锌基合金层的微观结构完整性，同时也细化了析出锌合金晶粒的尺寸，提高浸锌合金层与铝镁合金基体间的结合力。这对后续工序中在高化学活泼性的铝、镁表面形成结合紧密镀铜层非常重要。
此外，加入适量表面活性剂可以明显改善处理液的稳定性。这里的表面活性剂是指具有固定的亲水亲油基团，在溶液的表面能定向排列，并能使表面张力显著下降的物质。表面活性剂的分子结构具有两亲性：一端为亲水基团，另一端为憎水基团；亲水基团常为极性的基团，如羧酸、磺酸、硫酸、氨基或胺基及其盐，也可是羟基、酰胺基、醚键等；而憎水基团常为非极性烃链，如8个碳原子以上烃链。表面活性剂分为离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂等。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
Claims (1)
1.一种用于双金属复合线材加工的锌基多元合金沉积液，其特征在于，本沉积液包括下述组分：
氢氧化钠：120-140g/L；
氧化锌：15-25g/L；
酒石酸钾钠：8.5-9.5g/L；
镍盐：25-40g/L；
钴盐：12-18g/L；
锡盐：10-12g/L；
氯化铁：2.5-2.8g/L；
表面活性剂：2.5-4.5g/L；
余量为水。
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