CN102912337A - 一种镀镉工件的绿色钝化膜生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种镀镉工件的绿色钝化膜生产工艺，其特征在于，包括将镀镉工件进行钝化、定色、硅封闭和固化的过程，制得绿色钝化膜；采用本发明的工艺减少生产过程外观色调的波动，保证钝化膜外观均匀一致，耐盐雾腐蚀能力强，形成的绿色钝化膜的热稳定性好；经过硅封闭的膜层耐磨性高，而导电能力不受影响，外观无变化。

Description

一种镀镉工件的绿色钝化膜生产工艺

技术领域

本发明属于电镀技术领域，具体涉及一种镀镉工件的绿色钝化膜生产工艺。

背景技术

镀镉在海洋性气候条件下的军工产品中大量使用，镉与重量轻的铝合金具有优异的电位匹配特性，可以避免其他金属与铝合金之间极易发生的电偶腐蚀。镀镉产品具有极高的耐盐雾腐蚀能力，尤其是黄色、橄榄色、绿色等深色钝化膜，可以很容易地达到铝合金基体的产品抗中性盐雾试验能力高于500小时。镀镉层的化学转化膜（即钝化膜）的外观颜色随钝化液的成份和溶液中成膜过程、空气中固化条件而不同，一般有白色、彩色、赭黄、橄榄绿、橄榄灰、军（车）绿、草绿、深绿等；而与橄榄有关的颜色，就有橄榄棕Olive brown、橄榄黑Black olive、橄榄绿Olive green、橄榄灰Olive grey、橄榄黄Olive yellow、橄榄色（Olive drab）等；因此，镀镉产品的外观很难做到一致，即使同一色系，波动都比较大。而且，以黄色钝化膜为例，经过打印、灌胶等加温烘干的工序后，不同批次零件的颜色会发生不同程度的变色，以致同一套产品，比如同一套连接器的头和座之间会出现很大的色差。另外，因为镉及其厚型钝化膜质地柔软，相应耐磨性很差，极易被擦伤。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对于现有技术中的不足，提供一种热稳定性好、耐磨的镀镉工件的绿色钝化膜生产工艺。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：提供一种镀镉工件的绿色钝化膜生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：

a、将镀镉工件置于钝化液中进行钝化，形成第一钝化膜；

b、将步骤a制得的镀镉工件进行烘培定色，制得绿色钝化膜；

其中，所述工件的基材为钢、铝或铝合金；

所述钝化液的制备方法为：在水中依次加入重铬酸钾、硫酸和磷酸，进行搅拌，溶解后加入甲酸制得；该钝化液中各组分含量为：

重铬酸钾    40-50g/l

甲酸        60-65ml/l

硫酸        0.4-0.8ml/l

磷酸        0-0.13 ml/l。

在本发明的工艺中，还包括以下步骤：将步骤b制得的镀镉工件浸于水中，再放入硅酸和硅酸酯的混合溶液中进行硅封闭，然后在60-100℃下吹干，在空气中静置8-10小时，完成固化，制得耐磨性强的绿色钝化膜。

所述工件表面的镉层厚度为12微米以上。

在本发明工艺的步骤a中，钝化时的温度为18-21℃，在钝化液中的停留时间为 50-60秒，第一钝化膜为棕黄色钝化膜。

在本发明工艺的步骤b中，烘培温度为220-230℃，烘培时间为10-20分钟。

在本发明工艺步骤中，硅酸和硅酸酯的质量比为1:1，所述硅酸酯可以是硅酸乙酯。

综上所述，本发明提供的镀镉工件的绿色钝化膜生产工艺有以下有益效果：

（1）采用本发明的工艺减少生产过程外观色调的波动，保证钝化膜外观均匀一致，耐盐雾腐蚀能力强。 

（2）采用本发明的工艺生产的绿色钝化膜的热稳定性好，在滚印色带和印字后的烘干过程中颜色变化小。

（3）本发明的绿色钝化膜通过硅封闭后，耐磨性有一定的提高，而导电能力不受影响，外观无变化。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明的具体实施方式做详细地描述：

实施例1

本实施例镀镉工件绿色钝化膜的生产工艺如下：

①制备钝化液

按1升溶液的量计，钝化液的组分为：

重铬酸钾    40g/l

甲酸        60ml/l

硫酸        0.4ml/l

磷酸        0.01 ml/l

余量为去离子水。其制备方法为：

②将铝合金工件表面电镀一层15微米厚的镉层，制得镀镉工件；将镀镉工件放置于上述钝化液中在18℃下钝化50秒，形成棕黄色钝化膜；

③将形成有棕黄色钝化膜的镀镉工件放入烘箱中在220±2℃下烘焙20±2分钟进行定色，制得绿色钝化膜。因为初始状态的黄色膜相对稳定，而过程参数的温度和时间容易量化控制，所以效果非常稳定。

本发明生产工艺通过对铝合金工件的镀镉层进行高温处理来定色，同时将过去灌胶后烘烤常出现的起泡提前检出，避免产品报废引起的材料、人工浪费。

本实施例在镀镉工件表面形成的钝化膜外观均匀一致，呈柔和亚光的绿色，耐盐雾腐蚀能力不低于500小时。

实施例2

①制备钝化液

按1升溶液的量计，钝化液的组分为：

重铬酸钾   45g/l

甲酸       62ml/l

硫酸       0.6ml/l

磷酸       0.07 ml/l

余量为去离子水。其制备方法为：

②将铝工件表面电镀一层12微米厚的镉层，制得镀镉工件；将镀镉工件放置于上述钝化液中在19℃下钝化55秒，形成棕黄色钝化膜；

③将形成有棕黄色钝化膜的镀镉工件放入烘箱中在220±2℃下烘焙20±2分钟进行定色，形成亚光绿色钝化膜；

④将步骤③制得的上述工件冷却至室温，再浸于水中，然后放入硅酸和硅酸乙酯的混合溶液中，并调节该溶液的pH值为8.5-9.5，进行硅封闭10秒左右，取出后再用60℃的热风吹干，在空气中静置8小时，进行固化，固化完成后，制得耐磨性强的绿色钝化膜。

本实施例在镀镉工件表面形成的钝化膜相对于没有进行硅封闭的钝化膜，耐磨性提高五倍左右，呈柔和亚光的绿色，耐盐雾腐蚀能力可达到1000小时。

实施例3

①制备钝化液

按1升溶液的量计，钝化液的组分为：

重铬酸钾    50g/l

甲酸        65ml/l

硫酸        0.8ml/l

磷酸       0.13 ml/l

余量为去离子水。其制备方法为：

②将普通钢工件表面电镀一层18微米厚的镉层，制得镀镉工件；将镀镉工件放置于上述钝化液中在21℃下钝化60秒，形成棕黄色钝化膜；

③将形成有棕黄色钝化膜的镀镉工件放入烘箱中在220±2℃下烘焙15±2分钟进行定色，形成亚光绿色钝化膜；

④将步骤③制得的上述工件冷却至室温，再浸于水中，然后放入硅酸和硅酸乙酯的混合溶液中，并调节该溶液的pH值为8.5-9.5，进行硅封闭10秒左右，取出后再用80℃的热风吹干，在空气中静置10小时，进行固化，固化完成后，制得耐磨性强的绿色钝化膜。

本实施例在镀镉工件表面形成的钝化膜相对于没有进行硅封闭的钝化膜，耐磨性提高五倍左右，呈柔和亚光的绿色，耐盐雾腐蚀能力可达到1000小时。

虽然结合具体实施例对本发明的具体实施方式进行了详细地描述，但并非是对本专利保护范围的限定。在权利要求书所限定的范围内，本领域的技术人员不经创造性劳动即可做出的各种修改或调整仍受本专利的保护。

Claims (7)

1.一种镀镉工件的绿色钝化膜生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：

a、将镀镉工件置于钝化液中进行钝化，形成第一钝化膜；

b、将步骤a制得的镀镉工件进行烘培定色，制得绿色钝化膜；

其中，所述工件的基材为钢、铝或铝合金；

所述钝化液的制备方法为：在水中依次加入重铬酸钾、硫酸和磷酸，进行搅拌，溶解后加入甲酸制得；该钝化液中各组分含量为：

重铬酸钾    40-50g/l

甲酸        60-65ml/l

硫酸        0.4-0.8ml/l

磷酸        0-0.13 ml/l。

2.根据权利要求1所述的镀镉工件的绿色钝化膜生产工艺，其特征在于，还包括以下步骤：将步骤b制得的镀镉工件浸于水中，再放入硅酸和硅酸酯的混合溶液中进行硅封闭，然后在60-100℃下吹干，在空气中静置8-10小时，完成固化，制得绿色钝化膜。

3.根据权利要求1所述的镀镉工件的绿色钝化膜生产工艺，其特征在于：所述工件表面的镉层厚度为12微米以上。

4.根据权利要求1所述的镀镉工件的绿色钝化膜生产工艺，其特征在于：步骤a中，钝化时的温度为18-21℃，在钝化液中的停留时间为 50-60秒，第一钝化膜为棕黄色钝化膜。

5.根据权利要求1所述的镀镉工件的绿色钝化膜生产工艺，其特征在于：步骤b中，烘培温度为220-230℃，烘培时间为10-20分钟。

6.根据权利要求2所述的镀镉工件的绿色钝化膜生产工艺，其特征在于：所述硅酸与硅酸酯的混合溶液中，硅酸与硅酸酯的质量比为1:1。

7.根据权利要求2或6所述的镀镉工件的绿色钝化膜生产工艺，其特征在于：所述硅酸酯为硅酸乙酯。