CN104911645A - 一种碱性无氰镀锌剂及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种碱性无氰镀锌剂及其使用方法，包括以下百分比的物质：pH调节剂1～15%、电流稳定剂70～90%、走位剂1～10%、络合剂；1～20%；该碱性无氰镀锌剂可以在锌酸盐镀锌中，使其沉积速度提高一倍，镀层表面结晶细致、光亮；提高镀液耐温性，40℃以上仍能得到银白光亮的镀层；提高镀层耐蚀性能，中性盐雾试验可达130小时以上；提高镀层结合力，镀层超过15微米无脆性，200℃烘烤不起泡；使生铁铸件能直接镀锌。
Description
技术领域
本发明涉及一种碱性无氰镀锌剂及其使用方法。
背景技术
电镀锌的种类有很多，根据有关文献记载，应用于生产实践的就达十几种。目前国内生产上常用的电镀锌溶液主要有4种，氰化镀锌、锌酸盐镀锌、氯化物镀锌和硫酸盐镀锌。
氰化镀锌有很多优点，如镀层结晶细致、电镀液分散能力和覆盖能力好、活化能力及抗杂质能力强，镀层厚度达30微米仍然能与基体保持良好的结合力，而且脆性较小等。但氰化镀锌的缺点也是众所周知的。氰化钠是剧毒物质，人只要服下0.3g就会有生命危险。电镀过程中还有含氰气雾逸出，吸入人体后会造成慢性中毒。电镀废水如处理不彻底，排入江河后对水体危害性极大。我国有关部委于2006年底就已下达指令，除少数特殊产品需要经过特别批准外，其余一律不能采用氰化镀锌工艺。
锌酸盐镀锌镀层晶格结构为柱状，结晶细密，光泽、耐蚀性较好，适合彩色钝化。镀液的分散能力和深镀能力接近于氰化镀液，适合于形状复杂的零件电镀，而且镀液稳定，操作维护方便，对设备无腐蚀性，可与氰化镀锌一样采用钢板制作镀槽，其综合经济效益好，但锌酸盐镀锌沉积速度慢，温度范围窄（通常不高于40℃），镀层超过15微米时有脆性，镀铸铁件较难。另外，锌酸盐镀锌工艺的成功与质量的好坏关键在于添加剂。
氯化物镀锌液为单盐镀液，废水易处理，镀层的光亮性和整平性优于其他镀锌工艺，镀件适合于白色钝化，另外镀液的阴极电流效率可达95%以上，沉积速度快，且能在高碳钢、锻铸件上镀锌，此点比氰化镀锌和锌酸盐镀锌具有明显优势。由于近年来氯化物镀锌添加剂的开发进展显著，此工艺的分散能力和深镀能力已于锌酸盐镀锌相当。
硫酸盐镀锌配方简单，成本低廉，可采用较大电流密度和镀后一般不进行钝化处理等优点，但由于镀液为单盐电镀，分散能力和深镀差，镀层结晶粗糙。此工艺适合于连续镀（线材、带材、简单、粗大型零部件）。为改善镀液性能，细化结晶，常加入明胶、糊精等分子量较大的物质，但镀层易发黄，耐蚀性下降。近年来开发了由芳香醛或芳香酮、聚醚化合物以及含苯环的脂肪酸、含氮杂环化合物的电镀添加剂，使镀层外观光亮、结晶细致、色泽银白。但该镀液的pH值较低，有的还有氮化物，所以对设备有腐蚀性。
鉴于目前锌酸盐镀锌占比较高，为解决其沉积速度慢、温度范围窄（通常不高于40℃）、镀层超过15微米时有脆性及锻铸件较难电镀等难题，研发一种新型添加剂已成为当务之急。因为锌酸盐镀锌工艺的成功与质量的好坏关键在于添加剂。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种碱性无氰镀锌剂，该碱性无氰镀锌剂可以在锌酸盐镀锌中，使其沉积速度提高一倍，镀层表面结晶细致、光亮；提高镀液耐温性，40℃以上仍能得到银白光亮的镀层；提高镀层耐蚀性能，中性盐雾试验可达130小时以上；提高镀层结合力，镀层超过15微米无脆性，200℃烘烤不起泡；使生铁铸件能直接镀锌。
为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：
一种碱性无氰镀锌剂，包括以下百分比的物质：
pH调节剂 1～15%
电流稳定剂 70～90%
走位剂 1～10%
络合剂 1～20%。
作为优选的技术方案，所述pH调节剂为碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钠、柠檬酸钠 、柠檬酸钾的一种或两种以上的混合物。
作为优选的技术方案，所述电流稳定剂为氯化钾、氯化钠、氯化锌、氯化铵、碘化钠的一种或两种以上的混合物。
作为优选的技术方案，所述走位剂为酒石酸钠、苯甲酸钠、乙酸钠、草酸钾的一种或两种以上的混合物。
作为优选的技术方案，所述络合剂为植酸钠、酒石酸钾钠、乙醇酸、葡萄糖酸钠、草酸钠的一种或两种以上的混合物。
作为优选的技术方案，所得到的碱性无氰镀锌剂为细微颗粒及粉末状物质。
一种碱性无氰镀锌剂的使用方法，包括以下用量及步骤：
1）取碱性无氰镀锌剂20～50g/l；
2）将步骤1）所取的碱性无氰镀锌剂用电镀溶液溶解彻底；
3）将步骤2）所得到的碱性无氰镀锌剂溶液加入到电镀槽中，并搅拌均匀。
作为优选的技术方案，所得到的碱性无氰镀锌剂应用于锌酸盐镀锌，其M比值为10左右，即氧化锌与氢氧化钠的比例为1:10左右。
作为优选的技术方案，电镀槽内的电流密度为：0.5～7A/dm2。
作为优选的技术方案，电镀槽中的阳极与阴极的面积比为：1:1～2:1。
作为优选的技术方案，电镀槽中的阳极的锌板（99.9%）与铁板的比为1:2。
作为优选的技术方案，所得到的碱性无氰镀锌剂应用于锌酸盐镀锌，既可以用于挂镀，也可以用于滚镀；还可以用于氰化镀锌中替代氰化钠。
本发明的有益效果是：使用本发明碱性无氰镀锌剂无需改变原有的锌酸盐镀锌工艺，解决了现有锌酸盐镀锌工艺中一直存在的诸多不足，使锌酸盐镀锌达到和超过了氰化镀锌，且环保、无毒，废水容易处理。其突出特点为：
① 导电性能超常，故而电流效率高，沉积速度能提高一倍左右，而且镀层结晶细致、光亮；
② 镀液耐温性能好，40℃以上仍能得到银白光亮的镀层；
③ 镀层耐蚀性能大幅提高，中性盐雾试验可达130小时以上；
④ 镀层结合力好，镀层超过15微米无脆性，200℃烘烤不起泡；
⑤ 生铁铸件可直接镀锌；
⑥ 分散能力和覆盖能力达到和超过氰化镀锌；
⑦ 环保、无毒，废水容易处理。
本发明填补了国内空白，使锌酸盐镀锌的工艺与质量有了质的飞跃，镀液稳定，易于维护，完全可与氰化镀锌相媲美，且成本远低于氰化镀锌，给电镀企业带来了实实在在的效益。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
实施例1
配制1000kg碱性无氰镀锌剂，取碳酸钠30kg、碳酸钾40kg、氯化钾500kg、氯化钠300kg、酒石酸钠15kg、乙醇酸15kg、葡萄糖酸钠100kg，将以上各成分充分混合，按20g/l计算加入量，将称好的碱性无氰镀锌剂用镀液将其充分溶解，然后加入到锌酸盐镀锌槽，搅拌均匀，其M比值为1:10左右；将电流密度设为1A/ dm2，阳极与阴极比为1.5:1，电镀的沉积速度与深镀能力显著提高，镀出来的产品镀层均匀细致、光亮度好、15微米无脆性，200℃烘烤不起泡，镀层耐蚀性好，中性盐雾试验超过130小时以上。
实施例2
配制1000kg碱性无氰镀锌剂，取氢氧化钠50kg、柠檬酸钠30kg 、氯化钾400kg、氯化铵200kg、碘化钠180kg、苯甲酸钠20kg、草酸钾30kg、植酸钠50kg、酒石酸钾钠40kg，将以上各成分充分混合，按25g/l计算加入量，将称好的碱性无氰镀锌剂用镀液将其充分溶解，然后加入到锌酸盐镀锌槽，搅拌均匀，其M比值为1:10左右；将电流密度设为2A/ dm2，阳极与阴极比为1.8:1，电镀的沉积速度与深镀能力显著提高，镀出来的产品镀层均匀细致、光亮度好、18微米无脆性，200℃烘烤不起泡，镀层耐蚀性好，中性盐雾试验超过130小时以上。
实施例3
配制1000kg碱性无氰镀锌剂，碳酸钠60kg、柠檬酸钾60kg、氯化钾700kg、酒石酸钠30kg、苯甲酸钠30kg、草酸钾30kg、植酸钠20kg、酒石酸钾钠30kg、乙醇酸40kg，将以上各成分充分混合，按30g/l计算加入量，将称好的碱性无氰镀锌剂用镀液将其充分溶解，然后加入到锌酸盐镀锌槽，搅拌均匀，其M比值为1:10左右；将电流密度设为1A/ dm2，阳极与阴极比为1.5:1，电镀的沉积速度与深镀能力显著提高，镀出来的产品镀层均匀细致、光亮度好、20微米无脆性，200℃烘烤不起泡，镀层耐蚀性好，中性盐雾试验超过130小时以上。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种碱性无氰镀锌剂，其特征在于：包括以下百分比的物质：
pH调节剂 1～15%
电流稳定剂 70～90%
走位剂 1～10%
络合剂 1～20%。
2.根据权利要求1所述的碱性无氰镀锌剂，其特征在于：所述pH调节剂为碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钠、柠檬酸钠 、柠檬酸钾的一种或两种以上的混合物。
3.根据权利要求1所述的碱性无氰镀锌剂，其特征在于：所述电流稳定剂为氯化钾、氯化钠、氯化锌、氯化铵、碘化钠的一种或两种以上的混合物。
4.根据权利要求1所述的碱性无氰镀锌剂，其特征在于：所述走位剂为酒石酸钠、苯甲酸钠、乙酸钠、草酸钾的一种或两种以上的混合物。
5.根据权利要求1所述的碱性无氰镀锌剂，其特征在于：所述络合剂为植酸钠、酒石酸钾钠、乙醇酸、葡萄糖酸钠、草酸钠的一种或两种以上的混合物。
6.一种如权利要求1～5中任一项所述的碱性无氰镀锌剂的使用方法，其特征在于，包括以下用量及步骤：
1）取碱性无氰镀锌剂20～50g/l；
2）将步骤1）所取的碱性无氰镀锌剂用电镀溶液溶解彻底；
3）将步骤2）所得到的碱性无氰镀锌剂溶液加入到电镀槽中，并搅拌均匀。
7. 根据权利要求6所述的碱性无氰镀锌剂及其使用方法，其特征在于：电镀槽内的电流密度为：0.5～7A/dm2。
8.根据权利要求6所述的碱性无氰镀锌剂及其使用方法，其特征在于：电镀槽中的阳极与阴极的面积比为：1:1～2:1。
9.根据权利要求6所述的碱性无氰镀锌剂及其使用方法，其特征在于：电镀槽中的阳极的锌板（99.9%）与铁板的比为1:2。
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|---|---|---|---|---|
| CN105154929A (zh) * | 2015-09-24 | 2015-12-16 | 钱宏彬 | 一种碱性无氰镀铜剂及其使用方法 |
| CN107164721A (zh) * | 2017-06-23 | 2017-09-15 | 广西南宁胜祺安科技开发有限公司 | 一种提高锌利用率的钢铁表面热处理用镀锌剂 |
| CN112267133A (zh) * | 2020-11-09 | 2021-01-26 | 青岛农业大学海都学院 | 一种锌镍钴电镀液及其制备方法和电镀方法 |
| CN114196999A (zh) * | 2022-01-17 | 2022-03-18 | 浙江浙能技术研究院有限公司 | 一种金属锌电极的平整电镀方法 |
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2015
- 2015-07-15 CN CN201510414747.6A patent/CN104911645A/zh active Pending
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