CN1400332A

CN1400332A - 一种机械镀锌工艺

Info

Publication number: CN1400332A
Application number: CN 02110408
Authority: CN
Inventors: 主沉浮; 于萍; 张长桥; 魏云鹤; 杜学军; 高峰; 田芳; 孙瑛
Original assignee: Shandong University
Current assignee: Shandong University
Priority date: 2002-05-21
Filing date: 2002-05-21
Publication date: 2003-03-05

Abstract

本发明提出了一种机械镀锌工艺。该机械镀锌工艺以工业锌粉(150～300目)为原料，借助于专用的活化分散助镀剂，用玻璃微珠作冲击介质，可对金属结构件、标准件、铸铁管路等铁基金属工件进行机械镀锌，得到外表具有银白色光泽的均匀、致密、光滑的纯锌镀层。该镀层具有良好的耐蚀性能和稳定性。

Description

一种机械镀锌工艺

1 技术领域

本发明属于表面镀层技术领域，特别是涉及一种机械镀锌工艺。

2 背景技术

机械镀锌是二十世纪七十年代发展起来的一项新型的表面镀覆工艺，它具有室温操作、不产生氢脆、镀覆速度快、生产效率高、成本低、污染小等优点，因此在工业领域的应用日益广泛。现有的机械镀锌工艺过程为：前处理(脱脂→漂洗→酸洗→漂洗)→闪镀→镀锌→分离→漂洗→干燥等工序。

“闪镀”操作是在镀锌前，预先使铁基金属件表面形成一层柔韧性好于锌的其它金属层。该步骤的目的有二：一是阻止铁基的氧化；二是利用所形成的金属层与后加入的活化分散助镀剂的敏化反应，保证镀覆初期锌粉的附着及沉积速度。这一步中所形成的金属镀层，传统工艺均为铜层，所以该工序又称为“闪镀铜”。

此外，现有机械镀锌工艺在镀覆过程中，加入的活化剂均含有一定量的锡盐，如氯化亚锡、硫酸亚锡等，且镀覆过程是在酸性溶液中进行。由于酸性溶液中Sn²⁺/Sn的标准电极电势为-0.136V，而Zn²⁺/Zn的标准电极电势为-0.763V，所以在镀覆过程中必定存在如下置换反应：，即有一定量的锡产生。

如上所述，现有的机械镀锌工艺所形成的镀层，实际上为一由铜、锡和锌等组成的复合镀层。铜、锡的存在，使镀层在结构上存有一定缺陷，阻碍了镀层耐蚀性能的进一步提高，如在镀层出现划伤暴露出铜层时，势必会加速镀层的腐蚀。如专利号为CN1052512A的中国专利，采用电炉锌粉进行机械镀锌，首先在铁基上形成铜层，然后在活化剂(主要为聚乙烯醇、十二醇硫酸钠、碳酸氢纳、丁烯二酸二丁酯、邻苯二甲酸二丁酯等)和金属盐类(氯化亚锡、氧化业锡等)的共同作用下，得到由铜、锡和锌等组成的机械镀锌层，镀层耐蚀性能有限。

3 发明内容

本发明的目的在于克服上述已有技术的不足，提供一种无需“闪铜”操作，镀覆过程中活化分散助镀剂不与锌发生置换反应，不产生新的金属成分，能获得具有较高耐蚀性的纯锌镀层的机械镀锌工艺。

本发明是通过以下方式实现的：

一种机械镀锌工艺，首先将欲镀工件进行前处理，装入机械镀锌的镀桶内；然后加入冲击介质和水，水以能浸过镀件与冲击介质为准；根据预镀工件的表面积和预镀镀层厚度，计算出活化分散助镀剂和锌粉的加入量；将活化分散助镀剂配成水溶液，在镀桶转动过程中，与锌粉一起均匀加入镀桶中，进行镀覆；镀覆时间为30～60分钟，加料完毕后，应强化转动镀桶10～20分钟；镀毕后，即可出料、分离、漂洗、干燥。

本机械镀锌工艺所用锌粉为普通工业锌粉，其粒度在150～300目之间。

本工艺所用冲击介质为玻璃微珠，其粒径要求0.15～6毫米，加入量为工件质量的1～1.5倍。

本工艺活化分散助镀剂由盐类、强酸及有机聚合物等组成，但不含有锡、铅等比锌惰性的金属盐。

本工艺活化分散助镀剂由聚乙二醇、硫酸、盐酸、氯化钠、氯化铝、硫酸铝、氯化锌、硫酸锌、硫酸氢钠组成。

本工艺所需锌粉加入量，由镀覆厚度与工件表面积按如下原则决定，每平方米镀覆面积镀覆10微米镀层，需用锌粉72～85克。活化分散助镀剂中各物质加入量为锌粉用量的0.1％～3％。

本工艺在镀覆过程中，活化分散助镀剂水溶液的pH为2～4。

本工艺无需在工件表面上建立铜基层，即可直接进行机械镀锌；本工艺所形成的机械镀锌层，不含有铜、锡等其它金属，镀层厚度为10～100微米，其耐蚀性较现有机械镀锌层高1～2倍；本工艺可应用于螺栓、螺母、垫圈、钉子、自攻螺钉、水泥钉、弹簧、链条、铸铁管路连接件等和部分线路金具的镀覆上，这些镀件可由高碳钢、低碳钢、冷拔钢、铸铁等制造。

4 具体实施方式实施例1：

选欲镀工件Φ6～100的螺栓50千克。

将螺栓进行表面处理后，放入镀桶；在镀桶中加入50千克的玻璃微珠，其粒径包括0.15～0.2毫米，0.2～0.3毫米，0.3～0.4毫米，0.4～0.5毫米四种，其重量比为1∶1∶1∶1；加水使其浸过工件与微珠；转动镀桶，在转动过程中，分四次加入配置好的活化分散助镀剂500毫升和锌粉2.5千克，每次间隔10分钟；加料完毕后，继续转动镀桶10分钟，将镀桶内的工件及玻璃微珠倒出，进行分离，干燥，即可得到镀好的工件，其镀层厚度为25～30微米。实施例2：

选欲镀工件Φ3～6的水泥钉50千克。

将水泥钉进行表面清洗后，放入镀桶；在镀桶中加入70千克的玻璃微珠，其粒径包括0.3～0.4毫米，0.4～0.5毫米，0.5～0.6毫米三种，其重量比为1∶1∶1；加水使其浸过工件与微珠；转动镀桶，在转动过程中，分5次加入配置好的活化分散助镀剂500毫升和锌粉5千克，每次间隔5分钟；加料完毕后，继续转动镀桶10分钟，将镀桶内的工件及玻璃微珠倒出，进行分离，干燥，即可得到镀好的工件，其镀层厚度为35～40微米。

Claims

1.一种机械镀锌工艺，其特征是包括以下步骤：(1)首先将欲镀工件进行前处理，装入机械镀锌镀桶内；然后加入冲击介质和水，水以能浸过镀件与冲击介质为准；(2)根据预镀工件的表面积和预镀镀层厚度，计算出活化分散助镀剂和锌粉的加入量；(3)将活化分散助镀剂配成水溶液，在镀桶转动过程中，与锌粉一起均匀加入镀桶中，进行镀覆；镀覆时间为30～60分钟，加料完毕后，强化转动镀桶10～20分钟，即可形成外表具有银白色光泽的均匀、致密、光滑的纯锌镀层。

2.根据权利要求1所述的机械镀锌工艺，其特征是所用锌粉为普通工业锌粉，其粒度在150～300目之间；每平方米镀覆面积镀覆10微米镀层，需用锌粉72～85克。

3.根据权利要求1、2所述的机械镀锌工艺，其特征是所用冲击介质为玻璃微珠，粒径要求0.15～6毫米，加入量为工件质量的1～1.5倍。

4.根据权利要求1、2所述的机械镀锌工艺，其特征是活化分散助镀剂由聚乙二醇、硫酸、盐酸、氯化钠、氯化铝、硫酸铝、氯化锌、硫酸锌、硫酸氢钠组成，活化分散助镀剂加入量为锌粉用量的0.1％～3％。

5.根据权利要求1、2所述的机械镀锌工艺，其特征是在镀覆过程中，活化分散助镀剂水溶液的pH为2～4。