CN105442000A - 一种碱性锌铁合金电镀液、制备方法及电镀工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种碱性锌铁合金电镀液、制备方法及电镀工艺，所述碱性锌铁合金电镀液由ZnO、NaOH、硫酸亚铁、三乙醇胺、乙二胺四乙酸、柠檬酸胺、酒石酸、1-苄基吡啶嗡-3-羧酸盐、二甲基胺氯丙醇的季胺化合物、硫脲、洋茉莉醛和水制成。通过本发明的电镀液配方得到的电镀产品，镀层厚度10-15微米,中性盐雾试验200小时不出白锈,1000小时不出红锈。同现有技术相比，具有合金成分铁含量容易控制，镀液深镀能力、均镀能力好，操作方便，镀液稳定等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种电镀液、制备方法及电镀工艺，特别涉及一种碱性锌铁合金电镀液、制备方法及电镀工艺。
背景技术
锌合金电镀近年来发展迅猛，当锌镀层中引入一种或几种其他少量金属元素后，其性能要比纯锌镀层有较大的改善。例如锌铁合金电镀、锌镍合金电镀及锌钴合金电镀等技术，由于优异的耐腐蚀性能，应用越来越广泛；锌铁合金镀层含铁量少，耐腐蚀性高，容易钝化成彩色、白色、黑色等各种颜色，而且使用不了多长时间就容易出白锈以及红锈。
发明内容
本发明的目的，是提供一种碱性锌铁合金电镀液、制备方法及电镀工艺。本发明所述的碱性锌铁合金电镀液电镀的钢铁材料零件，镀层厚度8-12微米，合金成分铁含量控制在0.3-0.8％，镀层钝化后耐中性盐雾试验200小时不出白锈，1000小时不出红锈；镀液具有优秀的深镀能力和均镀能力，操作方便，镀液稳定。
本发明的技术方案：
一种碱性锌铁合金电镀液，每1升碱性锌铁合金电镀液由下述原料制成，ZnO5-30g、NaOH110-190g、硫酸亚铁1-8g、乙醇胺5-30ml、乙二胺四乙酸0.1-1.0g、柠檬酸铵1-15g、酒石酸15-40g、1-苄基吡啶嗡-3-羧酸盐0.05-0.8g、二甲胺基丙胺0.5-1.0g、硫脲0.05-0.8g、洋茉莉醛0.00-0.08g、余量水。
具体地说，所述的碱性锌铁合金电镀液，每1升碱性锌铁合金电镀液由下述原料制成，ZnO10-20g、NaOH130-170g、硫酸亚铁2-5g、乙醇胺15-25ml、乙二胺四乙酸0.2-0.8g、柠檬酸铵5-10g、酒石酸30-35g、1-苄基吡啶嗡-3-羧酸盐0.1-0.6g、二甲胺基丙胺1-8g、硫脲0.1-0.5g、洋茉莉醛0.02-0.05g、余量水。
本电镀液在上述范围内就能达到本发明所述的有益效果，但最佳的配比如下：
所述的碱性锌铁合金电镀液，每1升碱性锌铁合金电镀液由下述原料制成，ZnO13g、NaOH150g、硫酸亚铁3g、乙醇胺20ml、乙二胺四乙酸0.5g、柠檬酸铵7g、酒石酸32g、1-苄基吡啶嗡-3-羧酸盐0.4g、二甲胺基丙胺5g、硫脲0.15g、洋茉莉醛0.03g、余量水。
所述的碱性锌铁合金电镀液的制备方法，按下述步骤制备；
a、将ZnO加入到总制备量1/3的水中，搅拌均匀，得A品；
b、向A品中缓慢加入NaOH，搅拌至全部溶解，待溶液清澈后，加水，降温到室温，得B品；
c、向B品中继续加入1-苄基吡啶嗡-3-羧酸盐、乙二胺四乙酸、硫脲、洋茉莉醛、二甲胺基丙胺，得C品；
d、将乙醇胺、柠檬酸铵、酒石酸加入到水中待完全溶解后，再加入硫酸亚铁，搅拌至完全溶解，得D品；
e、将D品加入到C品中，用水补足至规定容积，搅拌，通电，即得所述的碱性锌铁合金电镀液。
所述碱性锌铁合金电镀液的制备方法中，所述步骤e中通电指用0.2A/dm2电流通电15分钟。
所述碱性锌铁合金电镀液的电镀工艺为：将预处理后的钢铁材料零件放入所述的碱性锌铁合金电镀液中作为阴极，以镀镍钢板作为阳极，在阴极电流密度为0.5-4.5A/dm2，温度为10-30℃的条件下电镀25-40分钟，电镀后将工件取出，依次经逆流水洗，出光，逆流水洗，钝化，逆流水洗，封闭，干燥，制得光亮碱性锌铁合金镀层。
所述的碱性锌铁合金电镀液的电镀工艺中，所述的预处理过程为，按电镀钢铁材料按常规工艺化学除油，热水洗，逆流水洗，强腐蚀，电解除油，热水洗，逆流水洗，弱腐蚀，逆流水洗。
上述的碱性锌铁合金电镀液的电镀工艺中，所述钝化为三价铬钝化。
上述的碱性锌铁合金电镀液的电镀工艺中，所述出光是用0.5％的硝酸溶液出光。
上述的碱性锌铁合金电镀液的电镀工艺中，所述阴极电流密度为0.5-2.5A/dm2。(电镀中，阴极电流密度为0.5-4.5A/dm2时，均能达到电镀效果，但是一般电流密度为0.5-2.5A/dm2时即可。)
为验证本发明的效果，发明人进行了一系列的实验，结果如下：
1.深镀能力
内孔法测量，I＝2A/d㎡，电镀30分钟，H/￠＝2.5.
2.均镀能力
远近阴极法测量，I＝2A/d㎡，K＝5,
T＝[(K-M)/(K+M-2)]×100％＝77％.
3.电流效率
库伦法测量，I＝2A/d㎡，电流效率＝70％。
4.结合力
弯曲试验，180°弯曲，与钢铁基体结合力良好，无起皮、脱落。
5.耐蚀性
含钴量0.6％，中性盐雾试验300小时无白锈，1000小时无红锈。
此外，本发明为锌铁合金电镀液，含有铁，原镀锌电镀液只含锌，不含铁。本发明所述锌铁合金电镀液与原技术电镀液相比，具有如下效果：
与现有技术比较，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明所述碱性锌铁合金电镀液电镀的钢铁材料零件中性盐雾试验200小时不出白锈，1000小时不出红锈，合金成分铁含量控制在0.3-0.8％。
(2)本发明所述碱性锌铁合金电镀液深镀能力、均镀能力好，操作方便，镀液稳定。
具体实施方式
实施例1。
每1升碱性锌铁合金电镀液由下述原料制成，ZnO13g、NaOH150g、硫酸亚铁3g、乙醇胺20ml、乙二胺四乙酸0.5g、柠檬酸铵7g、酒石酸32g、1-苄基吡啶嗡-3-羧酸盐0.4g、二甲胺基丙胺5g、硫脲0.15g、洋茉莉醛0.03g、余量水。
配制方法
⑴在1000毫升烧杯中加入300毫升水，加入ZnO，搅拌均匀；
⑵缓慢加入NaOH到⑴中，搅拌至全部溶解，溶液清澈后，降温到室温；
⑶将1-苄基吡啶嗡-3-羧酸盐、硫脲、二甲胺基丙胺、洋茉莉醛用200毫升水溶解，溶解后加入到⑴烧杯中；
⑷在另一个烧杯中加入200毫升水，将三乙醇胺、乙二胺四乙酸、柠檬酸胺、酒石酸加入完全溶解，加入硫酸亚铁，搅拌至完全溶解；
⑸将⑷步溶液加入⑴步烧杯中，用水补充至1000毫升，搅拌，按照0.2安/平方分米电流通电15分钟即可。
前述碱性锌铁合金电镀液的碱性锌铁合金电镀工艺为：按电镀钢铁材料按常规工艺化学除油，热水洗，逆流水洗，强腐蚀，电解除油，热水洗，逆流水洗，弱腐蚀，逆流水洗，再将钢铁材料零件放入所述的碱性锌铁合金电镀液中作为阴极，以镀镍钢板作为阳极，在阴极电流为0.5-2.5A/dm2，温度为10-30℃的条件下电镀25-40分钟，电镀后将工件取出，依次经逆流水洗，出光，逆流水洗，钝化，逆流水洗，封闭，干燥，制得光亮碱性锌铁合金镀层。
实施例2。
每1升碱性锌铁合金电镀液由下述原料制成，ZnO20g、NaOH170g、硫酸亚铁5g、乙醇胺25ml、乙二胺四乙酸0.8g、柠檬酸铵10g、酒石酸35g、1-苄基吡啶嗡-3-羧酸盐0.6g、二甲胺基丙胺8g、硫脲0.5g、洋茉莉醛0.05g、余量水。
配制方法及电镀工艺同实施例1。
实施例3。
每1升碱性锌铁合金电镀液由下述原料制成，ZnO10g、NaOH130g、硫酸亚铁2g、乙醇胺15ml、乙二胺四乙酸0.2g、柠檬酸铵5g、酒石酸30g、1-苄基吡啶嗡-3-羧酸盐0.1g、二甲胺基丙胺1g、硫脲0.1g、洋茉莉醛0.02g、余量水。
配制方法及电镀工艺同实施例1。
Claims (10)
1.一种碱性锌铁合金电镀液，其特征在于：每1升碱性锌铁合金电镀液由下述原料制成，ZnO5-30g、NaOH110-190g、硫酸亚铁1-8g、乙醇胺5-30ml、乙二胺四乙酸0.1-1.0g、柠檬酸铵1-15g、酒石酸15-40g、1-苄基吡啶嗡-3-羧酸盐0.05-0.8g、二甲胺基丙胺0.5-1.0g、硫脲0.05-0.8g、洋茉莉醛0.00-0.08g、余量水。
2.根据权利要求1所述的碱性锌铁合金电镀液，其特征在于：每1升碱性锌铁合金电镀液由下述原料制成，ZnO10-20g、NaOH130-170g、硫酸亚铁2-5g、乙醇胺15-25ml、乙二胺四乙酸0.2-0.8g、柠檬酸铵5-10g、酒石酸30-35g、1-苄基吡啶嗡-3-羧酸盐0.1-0.6g、二甲胺基丙胺1-8g、硫脲0.1-0.5g、洋茉莉醛0.02-0.05g、余量水。
3.根据权利要求2所述的碱性锌铁合金电镀液，其特征在于：每1升碱性锌铁合金电镀液由下述原料制成，ZnO13g、NaOH150g、硫酸亚铁3g、乙醇胺20ml、乙二胺四乙酸0.5g、柠檬酸铵7g、酒石酸32g、1-苄基吡啶嗡-3-羧酸盐0.4g、二甲胺基丙胺5g、硫脲0.15g、洋茉莉醛0.03g、余量水。
4.一种如权利要求1-3中任一所述的碱性锌铁合金电镀液的制备方法，其特征在于：按下述步骤制备；
a、将ZnO加入到总制备量1/3的水中，搅拌均匀，得A品；
b、向A品中缓慢加入NaOH，搅拌至全部溶解，待溶液清澈后，加水，降温到室温，得B品；
c、向B品中继续加入1-苄基吡啶嗡-3-羧酸盐、乙二胺四乙酸、硫脲、洋茉莉醛、二甲胺基丙胺，得C品；
d、将乙醇胺、柠檬酸铵、酒石酸加入到水中待完全溶解后，再加入硫酸亚铁，搅拌至完全溶解，得D品；
e、将D品加入到C品中，用水补足至规定容积，搅拌，通电，即得所述的碱性锌铁合金电镀液。
5.根据权利要求4所述的碱性锌铁合金电镀液的制备方法，其特征在于：所述步骤e中通电指用0.2A/dm2电流通电15分钟。
6.一种如权利要求1-3中任一项所述碱性锌铁合金电镀液的电镀工艺，其特征在于：将预处理后的钢铁材料零件放入所述的碱性锌铁合金电镀液中作为阴极，以镀镍钢板作为阳极，在阴极电流密度为0.5-2.5A/dm2，温度为10-30℃的条件下电镀25-40分钟，电镀后将工件取出，依次经逆流水洗，出光，逆流水洗，钝化，逆流水洗，封闭，干燥，制得光亮碱性锌铁合金镀层。
7.根据权利要求6所述的碱性锌铁合金电镀液的电镀工艺，其特征在于：所述的预处理过程为，按电镀钢铁材料按常规工艺化学除油，热水洗，逆流水洗，强腐蚀，电解除油，热水洗，逆流水洗，弱腐蚀，逆流水洗。
8.根据权利要求6所述的碱性锌铁合金电镀液的电镀工艺，其特征在于：所述钝化为三价铬钝化。
9.根据权利要求6所述的碱性锌铁合金电镀液的电镀工艺，其特征在于：所述出光是用0.5％的硝酸溶液出光。
10.根据权利要求6所述的碱性锌铁合金电镀液的电镀工艺，其特征在于：所述阴极电流密度为0.5-2.5A/dm2。
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