CN112813471A - 门窗五金绿色电镀工艺方法 - Google Patents

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Abstract

本发明将电镀锌铁合金工艺运用于门窗五金的加工生产。与传统碱性锌酸盐镀锌相比，镀层耐蚀性更好，门窗五金的使用寿命更长。此外，针对锌铁合金镀层难以钝化、钝化后颜色不明显的问题，本发明提出适用于锌铁合金镀层的无铬钝化剂，钝化后呈光亮的蓝白色，装饰性得到提高，盐雾试验时间可达70小时，具有更优异的耐蚀性能，更重要的是避免了有毒重金属铬元素的引入，使得生产过程更加绿色环保。

Description

门窗五金绿色电镀工艺方法
技术领域
本发明涉及金属表面处理领域，具体为门窗五金绿色电镀工艺方法。
背景技术
门窗五金是门窗结构中的重要组成部分。门窗因需要长时间置于外部严酷环境中，其所用的五金材料对耐蚀性具有很高要求。由于基体材料的装饰性能及耐蚀性能有限，需对其进行表面处理。其中，电镀作为一种常用的表面处理工艺，利用电解原理在基体金属表面沉积一层其他金属或合金，沉积的金属层具有较好的装饰性及保护性，能够延长五金配件的使用寿命并使其更加美观。在锌铁合金基体上通常进行镀锌处理。电镀锌具有成本低，抗蚀性能好，镀层外观漂亮。目前在门窗五金行业应用较广泛的是碱性锌酸盐镀锌，但碱性锌酸盐有沉积速度慢、镀层超过15um又脆性等缺点。电镀锌铁合金对钢铁基体来说是阳极性镀层，对基体有很好的保护作用，但电镀锌铁合金难以钝化，常规钝化剂钝化效果较为有限。设计合理地电镀锌铁合金工艺应用于门窗五金，并研发出适合其体系的钝化剂，对门窗五金行业的发展具有重要意义。
发明内容
本发明将电镀锌铁合金工艺运用于门窗五金的加工生产。与传统碱性锌酸盐镀锌相比，镀层耐蚀性更好，门窗五金的使用寿命更长。此外，针对锌铁合金镀层难以钝化、钝化后颜色不明显的问题，本发明提出适用于锌铁合金镀层的无铬钝化剂，钝化后呈光亮的蓝白色，装饰性得到提高，盐雾试验时间可达70小时，具有更优异的耐蚀性能，更重要的是避免了有毒重金属铬元素的引入，使得生产过程更加绿色环保。
常规钝化剂形成钝化膜颜色的浅蓝色，其颜色代码为#0D8FBF是介乎蓝色和青色之间，为人所知的一种淡色，并非安抚色，无法给人带来放松、悠然的感觉，本发明形成的钝化膜颜色的天蓝色，其颜色代码为#66CCFF，界于青色和靛色之间，类似天空晴天的颜色，代表宁静、清新、自由，是安抚色，能够使人心情感到放松，自由自在，给人一种宁静悠然的气息。目前工厂所用钝化剂大多数为进口三价铬钝化剂，价格高昂，使用自主研发钝化剂有配置简单，适用范围广等优点，能够大大减少生产成本。
发明专利无氟环保型三价铬蓝白钝化液及其制备方法（CN201810434871.2）公开了一种一种无氟环保型三价铬蓝白钝化液及其制备方法。其钝化液配方中含有三价铬盐，而本发明所使用的钝化剂为无铬配方，相对于三价铬盐更加绿色环保；发明专利绿色镀锌无铬天蓝色钝化剂（CN201811419157.2）提出了一种无铬天蓝色钝化剂，其配方中不含任何填充剂，所得到的钝化膜仍为框架结构，相较于传统六价铬电镀工艺耐蚀性较差。本发明在无铬钝化剂配方的基础上加入纳米二氧化硅，可以填充钝化层框架结构，使得钝化膜结构更加密集，耐蚀性大大增强。
本发明在钝化剂中加入溴化钠，起到扩散剂的作用，能够促进钝化膜颜色扩散，使钝化膜颜色更加明显。
其具体电镀流程为：酸洗→除油→两次水洗→电镀→两次水洗→出光→两次水洗→钝化→空停→两次水洗→水封。
所述电镀镀液配方为锌铁合金镀液配方为：氯化锌13g/L，氯化亚铁1-2g/L，氢氧化钠120g/L，络合剂8-12g/L，添加剂6-10g/L，温度15-30℃，阴极电流密度1-3A/dm²，阴极面积：阳极面积为1:2。
所述两次水洗为60℃热水洗后使用纯水冷水洗。
所述出光使用的出光液为4%硝酸溶液。
所述钝化过程使用的钝化剂配方为：钼酸钠45g/L，丙二酸10g/L，硫酸镍1.2g/L，植酸10mL/L，高锰酸钾1.8g/L，溴化钠3g/L，十二烷基苯磺酸钠2g/L，pH1.5，温度15℃，空停时间5秒，钝化时间30秒。配制方法为：
a.将计算量的钼酸钠倒入少量水中，搅拌使其充分溶解；
b.将计算量的丙二酸倒入少量水中，搅拌使其充分溶解；
c.将计算量的硫酸镍倒入少量水中，搅拌使其充分溶解；
d.将计算量的植酸倒入少量水中，搅拌使其充分溶解；
e.将计算量的高锰酸钾倒入少量水中，搅拌使其充分溶解；
f.将计算量的十二烷基苯磺酸钠倒入少量水中，搅拌使其充分溶解；
g.将计算量的溴化钠倒入少量水中，搅拌使其充分溶解；
h.混合a-g溶液，搅拌均匀；
i.加入计算量的水定容，静置十分钟。
所述水封采用90℃热水，封闭时间为1分钟。
具体实施方式
本实施例的具体实施步骤如下：
实施例1：
a.用砂纸将样片打磨平整；
b.使用去离子水冲洗样片；
c.取氯化锌6.5g，氯化亚铁1g，氢氧化钠60g，络合剂5g，添加剂4g，分别加水溶解后混合，定容500ml；
d.在温度28℃下，使用阴极电流密度2A/dm²，进行电镀，电镀时间20分钟；
e.使用去离子水冲洗样片；
f.将样片浸入4%硝酸溶液，5秒后迅速取出
g.取钼酸钠22.5g，丙二酸5g，硫酸镍0.6g，纳米二氧化硅2g，植酸5mL，高锰酸钾0.9g，溴化钠1.5g，分别加水溶解，混合后定容500ml；
h.将样片浸入钝化剂搅拌，30秒后取出；
i.将样片浸入90℃热水中，一分钟取出水洗。
实施例2：
a.用砂纸将样片打磨平整；
b.使用去离子水冲洗样片；
c.取氯化锌6g，氯化亚铁1.2g，氢氧化钠70g，络合剂5.5g，添加剂3g，分别加水溶解后混合，定容500ml；
d.在温度28℃下，使用阴极电流密度2A/dm²，进行电镀，电镀时间20分钟；
e.使用去离子水冲洗样片；
f.将样片浸入4%硝酸溶液，5秒后迅速取出
g.取钼酸钠21g，丙二酸6g，硫酸镍0.8g，植酸6mL，高锰酸钾0.9g，纳米二氧化硅4g，溴化钠2g，分别加水溶解，混合后定容500ml；
h.将样片浸入钝化剂搅拌，30秒后取出；
i.将样片浸入90℃热水中，一分钟取出水洗。
对比例1：
a.用砂纸将样片打磨平整；
b.使用去离子水冲洗样片；
c.金属锌5g,氢氧化钠60g，柔软剂5ml，光亮剂0.5ml，净化剂5ml，分别加少量水溶解后定容500ml；
a.在温度28℃下，使用阴极电流密度9.0安培/平方分米，进行电镀，电镀时间20分钟；
b.使用去离子水冲洗样片；
c.将样片浸入4%硝酸溶液，5秒后迅速取出
d.取钼酸钠22.5g，丙二酸5g，硫酸镍0.6g，植酸5mL，高锰酸钾0.9g，分别加水溶解，混合后定容500ml；
e.将样片浸入钝化剂搅拌，30秒后取出；
f.将样片浸入90℃热水中，一分钟取出水洗。
实验例1：
观察三份样片外观，如下表：
试样 实施例1 实施例2 对比例1
外观 光亮蓝白色钝化膜，颜色均匀 光亮蓝白色钝化膜，颜色均匀 蓝白色钝化膜，光亮度较差，颜色均匀

Claims (2)

1.门窗五金绿色电镀工艺方法，其特征在于工艺流程如下：
酸洗→除油→两次水洗→电镀→两次水洗→出光→两次水洗→钝化→空停→两次水洗→水封；
（1）锌铁合金镀液配方为：氯化锌13g/L，氯化亚铁1-2g/L，氢氧化钠120g/L，络合剂8-12g/L，添加剂6-10g/L；
（2）温度15-30℃，阴极电流密度1-3A/dm²，阴极面积：阳极面积为1:2；
（3）水封温度90℃，封闭时间一分钟；
（4）阳极中锌：铁为1:2。
2.根据权利要求1所述的门窗五金绿色电镀工艺方法，其特征在于，
（1）钝化剂配方为：钼酸钠45g/L，丙二酸10g/L，硫酸镍1.2g/L，植酸10mL/L，纳米二氧化硅4g/L，高锰酸钾1.8g/L，溴化钠3g/L，十二烷基苯磺酸钠2g/L，pH1.5；
（2）温度15℃-35℃，钝化时间30秒。
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