CN102260889A - 一种高耐蚀光亮柔软的锌钴合金电镀工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电镀领域，具体涉及一种高耐蚀光亮、柔软锌钴合金电镀工艺。其工艺流程是工件表面前处理、镀锌钴合金、工件表面后处理。所述的表面前处理经过：碱性化学除油→水洗→碱性阳极电解除油→水洗×2→酸洗(30%HCl)→水洗→终段电解除膜（阳极）→水洗→活化（10%HCl）→水洗等工序；所述的锌钴合金电镀使用的是一种碱性锌钴合金电镀液；所述的工件表面后处理经过：水洗×2→出光(0.25%硝酸)→水洗→钝化→水洗×2→封闭→干燥。本发明最大的特点是强防锈性能，三价铬钝化与一种镀锌封闭剂配合，中性盐雾可达240小时不出白锈，1000小时不出红锈，且合金成分均匀，操作范围广，成本低。
Description
技术领域
本发明属于电镀工艺领域，具体涉及一种高耐蚀光亮柔软锌钴合金电镀工艺。
背景技术
商家在选择镀件的时候在耐蚀性、光亮度、柔软度等方面都会有一定的要求，而在耐蚀性、光亮度、柔软度等方面，传统的镀锌层已经不能满足现在对产品的要求。于是厂家开始研究锌基合金等电镀产品，如锌钴合金，锌镍合金，锌铁合金等。曾祥德在《涂装与电镀》第35期中提出：“作为防护镀层的锌钴合金,耐蚀性良好,就钢铁基体而言属阳极镀层,具有机械与电化学双重保护。低钴锌钴合金电镀的成本低,工艺简单,镀层为较理想的高耐蚀性防护镀层。含钴0.6%～1.0%的锌钴合金镀层,其出红锈时间比同厚度的锌层高2倍以上；与镀锌相同,镀后铬酸盐钝化处理能提高其耐蚀性。钴含量较高（15%～25%）的锌钴合金镀层具有铬镀层的光泽，可用于代替装饰铬。为得到含钴量较高的合金镀层，一般采用弱碱性镀液。”
沈品华等在《电镀锌及锌合金》第260页提出：“锌钴合金镀液有4种类型：氯化物型、硫酸盐型、氯化物-硫酸盐混合型和碱性锌酸盐型，研究和应用比较多的是氯化物型，近年来，碱性镀液发展较快，其应用也越来越广泛。”前面三种类型为酸性电镀，人们对酸性体系研究较多，其有以下几个优点：优良的装饰性，较高的镀锌效率，较快的电镀速度，并且能在大型铁件或铸件上的较宽电流范围内获得均匀的镀层。但是在另一方面，酸性镀锌存在着如果膜厚超过6-8微米则容易脆裂的缺点，并且也由于它的高电镀效率，通常会在不同的电位区形成不均匀的沉积层，致使在镀件表面的深凹处无法获得有效的镀层覆盖。简言之，酸性锌工艺应用容易在管材内部或孔洞深凹处发生腐蚀，而在如同紧固件的顶端部位或镀件的凸出部位等高电流区形成过度电镀或脆裂，其深镀能力相对较差。碱性镀锌有以下优点：具有良好的深镀能力，能在复杂工件的深凹孔洞处或粗糙的铁材上有较佳的覆盖力。在这个优点的基础上，结合了碱性镀液的特性，造就了良好的防腐表现，同时设备本身也不易腐蚀，设备使用寿命相对延长。
现在国内对锌钴合金电镀工艺的研发还处于初级阶段，暂时只有较少的锌钴合金电镀工艺，而且有些镀液电流效率较低，镀液不容易控制。综上所述，研究出一种高耐蚀光亮、柔软锌钴合金电镀工艺，提高工件的防腐，均匀度，柔软度等对国内锌钴合金电镀工艺的发展起到一定的促进作用。
发明内容
本发明提供一种高耐蚀光亮、柔软锌钴合金电镀工艺，其具有镀层柔软，走位好，厚度均匀，与钝化膜结合力强，耐蚀性强，镀层合金均匀，操作范围广，可挂镀和滚镀。
本发明是通过以下技术方案是实现的：一种高耐蚀光亮、柔软锌钴合金电镀工艺，其工艺流程是分为工件表面前处理、镀锌钴合金、工件表面后处理三大步骤。具体的工艺流程是:碱性化学除油→水洗→碱性阳极电解除油→二次水洗→酸洗(30%HCl)→水洗→终段电解除膜（阳极）→水洗→活化（10%HCl→水洗→合金电镀→二次水洗→出光(0.25%硝酸)→水洗→钝化→二次水洗→封闭→干燥
所述锌钴合金电镀步骤使用的是一种碱性锌钴合金电镀液，其组成为：
阳极电镀材料为低碳钢板，阴极电镀材料为铁质材料的零件；
电镀液的成分：
ZnO 8～16g/L；
NaOH 110～150g/L；
硫酸钴 4～15g/L；
三乙醇胺 10～20ml/L；
N,N＇-二(二甲氨基丙基)脲和2,2＇-二氯二乙醚等分子缩合物 5～30g/L；
苄基吡啶鎓羧酸钠 0.05～0.5g/L；
酒石酸钾钠 20～50g/L；
葡萄糖酸钠 10～30g/L；
硫脲 0.5～2g/L；
余量为水。
本发明的有益效果为：
1、本发明采用一种高耐蚀光亮、柔软锌钴合金电镀工艺所形成的电镀层高防锈性能，三价铬钝化与HKS-301B镀锌封闭剂配合，中性盐雾可达240小时不出白锈，1000小时不出红锈；
2、本电镀工艺合金成分均匀，操作范围广，操作如非氰碱性镀锌一样，可挂镀和滚镀；
3、本电镀工艺镀层均匀，走位好，可用于形状复杂的工件；
4、镀后钝化容易，可按一般镀锌钝化操作，锌镍合金三价铬白色，蓝色，彩色，黑色钝化膜外观与钝化锌外观一样；
5、碱性镀锌钴废水处理只需通过酸碱中和的方法，简单又经济。
附图说明
附图为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
本发明的电镀工艺条件如下面表格所示：
| 名称 | 范围 |
| 氧化锌 | 8～16g/L |
| 氢氧化钠 | 110～150g/L |
| 硫酸钴 | 4~15g/L |
| 三乙醇胺 | 10～20ml/L |
| N,N＇-二(二甲氨基丙基)脲和2,2＇-二氯二乙醚等分子缩合物 | 5～30g/L |
| 苄基吡啶鎓羧酸钠 | 0.05～0.5g/L |
| 酒石酸钾钠 | 20～50g/L |
| 葡萄糖酸钠 | 10～30g/L |
| 硫脲 | 0.5～2g/L |
| 温度 | 20～35℃ |
| 电流密度 | 1.5～4A/dm2 |
| 电流效率 | 65～85% |
| S阳极/S阴极 | 2:1 |
| 阳极材料 | 低碳钢 |
| 搅拌 | 工件移动(阴极移动) |
| 过滤 | 连续过滤，使用10μm的滤芯，每小时至少循环1～2次，不能用滤纸 |
| 镀槽 | 内衬塑料或橡胶的钢槽 |
| 通风 | 需要 |
| 冷却 | 需要 |
表1
本工艺的配槽程序如下（每步的反应物的量可按电镀工艺条件（表1）里所提供的数据配制。）：
第一步：注入三分之一的水于电镀槽中；第二步：加入所需的氢氧化钠，搅拌使其完全溶解；第三步：把所需的氧化锌与少量清水混和，调成糊状，在不断搅拌下，慢慢加入镀槽，使其完全溶解；第四步：加水至所需水位，搅拌均匀，取样分析及调整浓度；第五步：用波浪状的阴极板，以低电流密度(0.2～0.5安培/平方分米)连续电解8小时以上；第六步：完成以上五步后，在另外一个反应池里面，先将三乙醇胺、酒石酸钾钠和葡萄糖酸钠混合完全溶解后，再加入硫酸钴，搅拌直至硫酸钴完全溶解，此溶液待用；第七步：在电镀槽中先加入N,N＇-二(二甲氨基丙基)脲和2,2＇-二氯二乙醚等分子缩合物、苄基吡啶鎓羧酸钠、硫脲，再将第六步中的反应池的溶液加入到电镀槽中，然后电解10分钟方可开始试镀。
下面结合附图对本电镀工艺的工艺流程作进一步说明：
首先是镀件表面前处理：本工艺前面11个步骤包括：碱性化学除油（1），水洗（2，4,6,9,11），碱性阳极电解除油（3），酸洗（5），活化（10）都是对要进行的电镀的镀件进行表面前处理，提高电镀层对电镀件表面的附着力。
然后是注入锌钴合金电镀镀液，镀液的成分是：
阳极电镀材料为低碳钢板，阴极电镀材料为铁质材料的零件；
电镀液的成分：
ZnO 8～16g/L；
NaOH 110～150g/L；
硫酸钴 4～15g/L；
三乙醇胺 10～20ml/L；
N,N＇-二(二甲氨基丙基)脲和2,2＇-二氯二乙醚等分子缩合物 5～30g/L；
苄基吡啶鎓羧酸钠 0.05～0.5g/L；
酒石酸钾钠 20～50g/L；
葡萄糖酸钠 10～30g/L；
硫脲 0.5～2g/L；
余量为水。
阳极用低碳钢，阴极是镀件，通过电流密度为0.5～4A/dm2的电流，工件不断移动搅拌，这样工件表面便被锌钴合金附着。
最后是工件表面后处理，经过以下的工序：二次水洗→出光(0.25%硝酸)→水洗→钝化→二次水洗→封闭→干燥。
经过以上的实施方式便能产生高耐蚀性，柔软的锌钴合金镀层。
Claims (4)
1.一种高耐蚀光亮柔软的锌钴合金电镀工艺，其特征在于：其工艺流程是工件表面前处理、镀锌钴合金、工件表面后处理。
2.根据权利要求1所述的一种高耐蚀光亮柔软的锌钴合金电镀工艺，其特征在于：工件表面前处理的流程是：碱性化学除油→水洗→碱性阳极电解除油→二次水洗→酸洗(30%HCl)→水洗→终段电解除膜（阳极）→水洗→活化（10%HCl）→水洗。
3.根据权利要求1所述的一种高耐蚀光亮柔软的锌钴合金电镀工艺，其特征在于：镀锌钴合金使用的是一种碱性锌钴合金电镀液，其组成为：
阳极电镀材料为低碳钢板，阴极电镀材料为铁质材料的零件；
电镀液的成分：
ZnO 8～16g/L；
NaOH 110～150g/L；
硫酸钴 4～15g/L；
三乙醇胺 10～20ml/L；
N,N＇-二(二甲氨基丙基)脲和2,2＇-二氯二乙醚等分子缩合物 5～30g/L；
苄基吡啶鎓羧酸钠 0.05～0.5g/L；
酒石酸钾钠 20～50g/L；
葡萄糖酸钠 10～30g/L；
硫脲 0.5～2g/L；
余量为水。
4.根据权利要求1所述的一种高耐蚀光亮柔软的锌钴合金电镀工艺，其特征在于：工件表面后处理的流程是：二次水洗→出光(0.25%硝酸)→水洗→钝化→二次水洗→封闭→干燥。
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