CN102363884A - 一种锌合金压铸件的表面处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锌合金压铸件的表面处理工艺,包括以下步骤:镀前处理、镀铜打底、化学镀镍、电镀。本发明在锌合金压铸件先预镀上一层铜作为打底层,然后再用化学镀的方法沉积上一层化学镍层,不仅提高了压铸件与后续镀层的结合力,还避免了压铸件的深孔位置受到腐蚀,提高了产品性能,可以广泛应用在五金、卫浴等行业。
Description
技术领域
本发明属于金属的表面处理领域,涉及一种锌合金压铸件的电镀方法,尤其涉及一种锌合金压铸件的表面处理工艺。
背景技术
锌合金含铝3~5%(重量),含铜0.5~2%(重量),含镁0.03~0.08%(重量),其余为锌。锌合金的材料成本低,采用压铸的方法可以一步成型制造出公差小、形状复杂的零件,常用来代替铜、铜合金和钢铁材料制造的受力较小和形状较复杂的结构件和装饰件。因此,锌合金压铸件在工业上应用非常广泛。
由于锌合金的电极电位较负,化学稳定性较差,需要镀铜/镍/铬多层防腐蚀装饰性镀层。锌合金压铸件的形状一般比较复杂,特别是含有深孔的锌合金压铸件,在压铸过程中往往会产生成分偏析现象,在工件表面形成富铝相或富锌相,这些相既溶于酸也溶于碱。在电镀过程中,由于孔深处的基材得不到很好的保护而受到强酸或强碱型镀液(如硫酸盐镀铜、六价铬镀铬等)腐蚀,导致产品性能受到影响,良品率下降。
电镀液通常必须包括主盐和导电盐,主盐提供电沉积金属的离子,它以络合离子形式或水化离子形式存在于不同的电镀液中,导电盐用于增加溶液的导电能力,从而扩大允许使用的电流密度范围,另外也可以选择性添加络合剂、缓冲剂或其化添加剂,如整平剂、光亮剂、抗针孔剂,以及有助于阳极溶解的活化剂等。
锌合金压铸件传统的电镀工艺流程为:镀前处理→镀铜打底→电镀,用传统的工艺电镀含深孔锌合金压铸件,会出现镀铜后表面光亮,无起泡起皮现象,但是锌合金压铸件浸入电镀液后,深孔部位就会受到电镀液的腐蚀,镀层容易起泡。CN101634041A公开了一种含盲孔锌合金工件表面电镀锌的方法及其溶液,提供的溶液有效的减少电镀液对锌合金基体的腐蚀,但未从根本上杜绝腐蚀现象,仅仅是减少了此类现象。
发明内容
本发明的目的在于提供一种锌合金压铸件的表面处理工艺。
本发明解决问题的技术方案是:
一种锌合金压铸件的表面处理工艺,包括以下步骤:
1) 镀前处理:将锌合金压铸件表面清洗干净,酸活化;
2) 镀铜打底:在锌合金压铸件表面镀一层铜打底,镀完后水洗、酸活化、水洗;
3) 化学镀镍:将化学镀镍的镀液pH值调整为8.0~9.0,锌合金压铸件浸入镀液中进行化学镀处理,然后水洗、酸活化、水洗;
4) 电镀:将锌合金压铸件进行后续电镀处理。
优选的,化学镀镍时镀液温度保持在30~50℃。
优选的,化学镀镍的施镀时间为5~20min。
优选的,镀铜打底时电流密度为0.5~3.0 A/dm2。
优选的,镀铜打底的电镀时间为5~20min。
优选的,酸活化均为稀硫酸活化,硫酸的体积浓度为1%~10%。
优选的,锌合金压铸件含有深孔。
本发明的有益效果是:
本发明在锌合金压铸件先预镀上一层铜作为打底层,然后再用化学镀的方法沉积上一层化学镍层,不仅提高了压铸件与后续镀层的结合力,还避免了压铸件的深孔位置受到腐蚀,提高了产品性能,可以广泛应用在五金、卫浴等行业。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明,但并不局限于此。
实施例所用的锌合金压铸件的形状较复杂,含深孔数目不低于一个,不使用辅助阳极很难通过电镀的方法在其深孔位置镀上镀层。
实施例中所用到的电镀和化学镀的镀液成分如下:
无氰镀铜的镀液中硫酸铜的含量为10~15g/L,羟基亚乙基二膦酸的含量为90~150g/L,碳酸钾的含量为50~70g/L,二氧化硒的含量为0.1~0.2g/L,聚二硫二丙烷磺酸钠的含量为0.003~0.01g/L;
氰化镀铜的镀液中氰化亚铜的含量为50~60g/L,氰化钠的含量为60~95g/L,氢氧化钾的含量为10~20g/L,酒石酸钾钠的含量为10~20g/L;
化学镀镍的镀液中硫酸镍的含量为15~20g/L,次亚磷酸钠的含量为15~20g/L,柠檬酸钠的含量为30~50g/L,乳酸的含量为1~4g/L;
焦磷酸盐镀铜的镀液中焦磷酸铜的含量为65~90g/L,焦磷酸钾的含量为280~330 g/L,(质量浓度25~28%)浓氨水的含量为2~3mL/L;
硫酸盐镀铜的镀液中硫酸铜的含量为180~220g/L,硫酸的含量为60~70g/L,氯离子的含量为60~120ppm,聚二硫二丙烷磺酸钠的含量为0.01~0.03g/L,乙撑硫脲的含量为0.0002~0.0007g/L,巯基苯并咪唑的含量为0.0003~0.0008g/L,聚乙二醇(分子量6000)的含量为0.03~0.07g/L;
硫酸盐镀半光泽镍的镀液中硫酸镍的含量为260~300g/L,氯化镍的含量为40~55g/L,硼酸的含量为40~50g/L,1,4~丁炔二醇的含量为0.1~0.3 g/L,十二烷基硫酸钠的含量为0.01~0.03 g/L;
硫酸盐镀光泽镍的镀液中硫酸镍的含量为240~300g/L,氯化镍的含量为50~65g/L,硼酸的含量为40~55g/L,糖精的含量为0.5~1.0g/L,1,4~丁炔二醇的含量为0.3~0.5 g/L,十二烷基硫酸钠的含量为0.05~0.2 g/L;
镀装饰铬的镀液中铬酐的含量为200~250g/L,硫酸的含量为0.5~1.2g/L,三价铬的含量为1~3g/L,氟硅酸钠的含量为8~12g/L。
实施例1
将6个含有1个深孔的锌合金压铸件,其中孔直径为2厘米,孔深度为7厘米,分别依次进行下述电镀方法:
1) 镀前处理:
a) 热浸除油:除油温度为70℃,除油时间为8min;
b) 超声波除油:除油温度为60℃,除油时间为3min,然后水洗1次;
c) 阴电解:电解温度为35℃,电解时间为60s,然后水洗1次;
d) 阳电解:电解温度为50℃,电解的时间为50s,然后水洗2次,酸活化,水洗1次;
2) 无氰镀铜打底:调节镀液的pH值为9.0,将压铸件浸入镀液中,镀液温度为55℃,带电入槽,电流密度为2 A/dm2,电镀时间为5min,然后水洗1次,酸活化,水洗1次;
3) 化学镀镍:调节镀液的pH值为8.0,将压铸件浸入镀液中,使用铁片进行引镀,镀液温度为40℃,施镀时间为5min,然后水洗2次,酸活化,水洗1次;
4) 焦磷酸盐镀铜:调节镀液的pH值为8.5,将压铸件浸入镀液中,镀液温度为60℃,电流密度为2 A/dm2,电镀时间为10min,然后水洗2次,酸活化,水洗1次;
5) 硫酸盐镀铜:将压铸件浸入镀液中,镀液温度为24℃,电流密度为4 A/dm2,电镀时间为10min,然后水洗2次,酸活化,水洗1次;
6) 硫酸盐镀半光泽镍:将压铸件浸入镀液中,镀液温度为55℃,pH值为4.0,电流密度为4 A/dm2,电镀时间为10min;
7) 硫酸盐镀光泽镍:调节镀液的pH值为4.4,将压铸件浸入镀液中,镀液温度为60℃,电流密度为4 A/dm2,电镀时间为10min,然后水洗2次,酸活化,水洗1次;
8) 镀装饰铬:将压铸件浸入镀液中,镀液温度为40℃,电流密度为10 A/dm2,电镀时间为3min,然后水洗4次,烘干。
上述方法中:均使用体积浓度为8%的硫酸活化。
实施例2
将6个含有2个深孔的锌合金压铸件,其中孔直径分别为2cm和1cm,孔深度分别为5 cm和6 cm,分别依次进行下述电镀方法:
1) 镀前处理:
a) 热浸除油:除油温度为70℃,除油时间为8min;
b) 超声波除油:除油温度为60℃,除油时间为3min,然后水洗1次;
c) 阴电解:电解温度为35℃,电解时间为60s,然后水洗1次;
d) 阳电解:电解温度为50℃,电解的时间为50s,然后水洗2次,酸活化,水洗1次;
2) 氰化镀铜打底:调节镀液的pH值为12.0,将压铸件浸入镀液中,镀液温度为45℃,电流密度为0.5A/dm2,电镀时间为20min,然后水洗1次,酸活化,水洗1次;
3) 化学镀镍:调节镀液的pH值为8.5,将压铸件浸入镀液中,使用铁片进行引镀,镀液温度为30℃,施镀时间为10min,然后水洗2次,酸活化,水洗1次;
4) 电镀:依次进行焦磷酸盐镀铜、硫酸盐镀铜、硫酸盐镀半光泽镍、硫酸盐镀光泽镍、镀装饰铬:条件同实施例1。
上述方法中:均使用体积浓度为1%的硫酸活化。
实施例3
将6个含有3个深孔的锌合金压铸件,其中孔直径分别为1cm 、2cm和3 cm,孔深度分别为6cm、5cm和4cm,分别依次进行下述电镀方法:
1) 镀前处理:
a) 热浸除油:除油温度为70℃,除油时间为8min;
b) 超声波除油:除油温度为60℃,除油时间为3min,然后水洗1次;
c) 阴电解:电解温度为35℃,电解时间为60s,然后水洗1次;
d) 阳电解:电解温度为50℃,电解的时间为50s,然后水洗2次,酸活化,水洗1次;
2) 无氰镀铜打底:调节镀液的pH值为9.0,将压铸件浸入镀液中,镀液温度为55℃,带电入槽,电流密度为3A/dm2,电镀时间为10min,然后水洗1次,酸活化,水洗1次;
3) 化学镀镍:调节镀液的pH值为9.0,将压铸件浸入镀液中,使用铁片进行引镀,镀液温度为50℃,施镀时间为20min,然后水洗2次,酸活化,水洗1次;
4) 电镀:依次进行焦磷酸盐镀铜、硫酸盐镀铜、硫酸盐镀半光泽镍、硫酸盐镀光泽镍、镀装饰铬:条件同实施例1。
上述方法中:均使用体积浓度为10%的硫酸活化。
对比例1
将与实施例1型号相同的6个锌合金压铸件,分别按照实施例1所述的电镀方法进行电镀,不同的是:镀完无氰镀铜后不进行化学镀镍,直接镀焦磷酸盐镀铜,即省去步骤3)化学镀镍。
对比例2
将与实施例2型号相同的6个锌合金压铸件,分别按照实施例2所述的电镀方法进行电镀,不同的是:镀完氰化镀铜后不进行化学镀镍,直接镀焦磷酸盐镀铜,即省去步骤3)化学镀镍。
对比例3
将与实施例3型号相同的6个锌合金压铸件,分别按照实施例3所述的电镀方法进行电镀,不同的是:镀完无氰镀铜后不进行化学镀镍,直接镀焦磷酸盐镀铜,即省去步骤3)化学镀镍。
对比例4
将与实施例3型号相同的6个锌合金压铸件,分别按照实施例3的电镀方法进行电镀,不同的是:镀前处理后不进行无氰镀铜打底,直接化学镀镍,即省去步骤2)无氰镀铜打底。
实施例和对比例中的酸活化条件:酸活化温度为15~40℃,酸活化时间为5~30s;水洗条件:水洗温度为10~40℃,水洗时间为5~30s。
实施例中无氰镀铜、氰化镀铜、化学镀镍的镀液均可采用其它常规镀液替代。实施例中焦磷酸盐镀铜、硫酸盐镀铜、硫酸盐镀半光泽镍、硫酸盐镀光泽镍、镀装饰铬各镀液及电镀方法均可采用其它常规镀液及方法替代。
按照下述方法对由实施例1~3和对比例1~4获得的锌合金压铸件分别进行性能测试:
1、结合力测试:将工件放入烘箱中,升高温度至150℃并保温1小时,然后取出工件直接放入自来水(20~30℃)中冷却,观察工件表面的镀层质量,如是否有起泡,脱皮,裂纹等现象。
2、工件深孔内的腐蚀状况:将工件沿孔位置进行线切割,观察在电镀过程中,工件的深孔位置是否受到镀液的腐蚀。
测试结果如表1所示,含深孔锌合金压铸件电镀前仅镀铜打底而不进行化学镀,深孔内会出现腐蚀现象,而电镀前不进行镀铜打底直接化学镀,压铸件会出现起泡现象。从表1可以看出与现有的含深孔锌合金压铸件的电镀方法相比,本发明的优点在于:(1)基材与后续镀层的结合力佳;(2)锌合金压铸件的深孔位置在电镀过程中不易受到腐蚀,产品性能得到提高。
Claims (7)
1.一种锌合金压铸件的表面处理工艺,包括以下步骤:
1)镀前处理:将锌合金压铸件表面清洗干净,酸活化;
2)镀铜打底:在锌合金压铸件表面镀一层铜打底,镀完后水洗、酸活化、水洗;
3)化学镀镍:将化学镀镍的镀液pH值调整为8.0~9.0,锌合金压铸件浸入镀液中进行化学镀处理,然后水洗、酸活化、水洗;
4)电镀:将锌合金压铸件进行后续电镀处理。
2.根据权利要求1所述的一种锌合金压铸件的表面处理工艺,其特征在于:化学镀镍时镀液温度保持在30~50℃。
3.根据权利要求1所述的一种锌合金压铸件的表面处理工艺,其特征在于:化学镀镍的施镀时间为5~20min。
4.根据权利要求1所述的一种锌合金压铸件的表面处理工艺,其特征在于:镀铜打底时电流密度为0.5~3.0 A/dm2。
5.根据权利要求1所述的一种锌合金压铸件的表面处理工艺,其特征在于:镀铜打底的电镀时间为5~20min。
6.根据权利要求1所述的一种锌合金压铸件的表面处理工艺,其特征在于:酸活化均为稀硫酸活化,硫酸的体积浓度为1%~10%。
7.根据权利要求1所述的一种锌合金压铸件的表面处理工艺,其特征在于:锌合金压铸件含有深孔。
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