CN215288973U - 一种铝合金件的高耐蚀性锌钴合金镀层结构 - Google Patents
一种铝合金件的高耐蚀性锌钴合金镀层结构 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种铝合金件的高耐蚀性锌钴合金镀层结构，包括铝合金基体，和所述铝合金基体从内到外依次制备的化学沉锌层、HEDP镀铜层、锌钴合金镀层、三价铬钝化层以及羟基石墨烯封闭层。镀件按照GB/T 10125–2012《人造气氛腐蚀试验盐雾试验》进行中性盐雾测试480h无白色腐蚀物生成，镀层具有良好的耐蚀性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种金属结构件的保护层结构，尤其涉及铝合金件的高耐蚀性锌钴合金镀层结构。
背景技术
锌钴合金镀层具有良好的耐蚀性，用于制备高端产品的防护层已经受到了业内的重视。
在铝合金件上制备锌钴合金镀层，一般采用化学沉锌后直接镀锌钴合金的工艺。然而，锌钴合金镀层相对于铝合金基体而言属于阴极性镀层，对铝合金基体没有电化学保护作用，这种镀层结构耐腐蚀性不高。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种铝合金件的高耐蚀性锌钴合金镀层结构，以克服铝合金件化学沉锌后直接镀锌钴合金耐蚀性不高的技术缺陷。
为了达到上述目的本实用新型采用如下技术方案：
一种铝合金件的高耐蚀性锌钴合金镀层结构，包括铝合金基体，和在所述铝合金基体从内到外依次制备的化学沉锌层、HEDP镀铜层、锌钴合金镀层、三价铬钝化层以及羟基石墨烯封闭层。
优选的，所述HEDP镀铜层的厚度为4～10μm。
优选的，所述锌钴合金镀层的厚度为5～20μm。
优选的，所述羟基石墨烯封闭层的厚度为2.3～3.5μm。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
1、本实用新型公开的铝合金件的高耐蚀性锌钴合金镀层结构，以HEDP镀铜层作底层，锌钴合金镀层相对于HEDP镀铜层为阳极性镀层，改变了锌钴合金镀层相对于铝合金基体为阴极性镀层的镀层结构，能显著提高镀层的耐蚀性；
2、本实用新型制备含有锌和镍两种成分的化学沉锌层，沉锌层的电极电位较高，由于HEDP合铜配离子稳定性很高，采用HEDP镀铜工艺在所述沉锌层上镀铜，HEDP合铜配离子与沉锌层不能发生置换反应，沉锌层与镀铜层之间能形成良好的结合力；
3、本实用新型采用羟基石墨烯改性封闭剂封闭锌钴合金镀层，能显著增加镀层的耐蚀性；
4、羟基石墨烯封闭层具有自修复性，能够克服三价铬钝化层不具备自修复性的技术缺陷。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型的不当限定，在附图中：
图1是本实用新型实施例1和实施例2的剖面结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本实用新型，在此以本实用新型的示意性实施例及说明用来解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。
一种铝合金件的高耐蚀性锌钴合金镀层结构，包括铝合金基体，和在所述铝合金基体从内到外依次制备的化学沉锌层、HEDP镀铜层、锌钴合金镀层、三价铬钝化层以及羟基石墨烯封闭层。
采用现行的前处理工艺对所述铝合金件进行除蜡、除油、除垢和活化处理。
铝合金件前处理后采用现行的铝合金化学沉锌工艺制备化学沉锌层。
优选的，所述化学沉锌层采用广州超邦化工有限公司生产的AZIN-113酸性铝上沉锌剂制备：AZIN-113酸性铝上沉锌剂50～250mL/L，工作温度15℃～30℃，沉锌液pH范围3.4～4.2，沉锌时间20～80s。所制备的沉锌层中含有锌和镍两种成分。
铝合金件化学沉锌后采用HEDP镀铜工艺制备HEDP镀铜层，所制备镀层的厚度为4～10μm。
所述HEDP镀铜工艺为：硫酸铜35～45g/L，HEDP配位剂80～130g/L，碳酸钾40～60g/L，CuR-1添加剂20～25mL/L，pH范围9～10，镀槽温度35℃～50℃，阴极电流密度1～3A/dm2，阴极移动2～4m/min。
铝合金件预镀铜后采用现行的镀锌钴合金工艺制备锌钴合金镀层，所述锌钴合金镀层的厚度为5～20μm。
优选的，所述锌钴合金镀层采用酸性锌钴合金电镀工艺制备：氯化锌70～90g/L，氯化钴1～10g/L，氯化钾180～220g/L，硼酸20～30g/L，ZE光亮剂15～20mL/L，温度15℃～40℃，pH范围4.8～5.5，阴极电流密度1～4A/dm2，阴极移动2～4m/min。
铝合金件镀锌钴合金后采用现行的三价铬钝化工艺制备三价铬钝化层。
优选的，所述三价铬钝化层采用超邦化工的TRIROS 344三价铬钝化工艺制备：TRIROS 344A三价铬蓝色钝化剂15～75mL/L，TRIROS 344B三价铬蓝色钝化剂25～100mL/L，钝化液pH范围4.0～4.8，钝化温度20℃～30℃，轻微空气搅拌或摆动镀件，浸渍时间45～90s,空中停留15～30s。
铝合金件镀锌钴合金钝化后采用石墨烯封闭剂封闭，所制备的石墨烯封闭层的厚度为2.3～3.5μm。
优选的，所述石墨烯封闭层采用超邦化工的PRODICO 460羟基石墨烯改性封闭剂制备。
所述PRODICO 460羟基石墨烯改性封闭剂按重量份数表示包括：硅溶胶20～30份，PU 113水溶性硅烷聚合物20～30份，质量分数为1％的羟基石墨烯15～20份，TANAFOAM S有机硅消泡剂0.5～0.8份，LA13-863有机硅流平剂0.6～1.0份，去离子水35～45份。
将所述羟基石墨烯改性封闭剂用水稀释至3倍配制封闭液。
钝化后的镀件采用浸涂法制备石墨烯封闭层。
石墨烯封闭层在70℃～100℃烘烤30min。
实施例1：
如图1所示，一种铝合金件的高耐蚀性锌钴合金镀层结构，包括铝合金基体1，和在所述铝合金基体1从内到外依次制备的化学沉锌层2、HEDP镀铜层3、锌钴合金镀层4、三价铬钝化层5以及羟基石墨烯封闭层6。
所述的化学沉锌层2采用广州超邦化工有限公司生产的AZIN-113酸性铝上沉锌剂制备：AZIN-113酸性铝上沉锌剂130mL/L，工作温度20℃，沉锌液pH为3.6，沉锌时间40s。所制备的沉锌层中含有锌和镍两种成分。
所述的HEDP镀铜层采用HEDP镀铜工艺制备，所制备镀层的厚度为6～8μm。
所述HEDP镀铜工艺为：硫酸铜38g/L，HEDP配位剂100g/L，碳酸钾45g/L，CuR-1添加剂20mL/L，pH为9，镀槽温度40℃，阴极电流密度1.5A/dm2，阴极移动3m/min。
所述的锌钴合金镀层采用酸性锌钴合金电镀工艺制备，镀层厚度为10～12μm。
酸性锌钴合金电镀工艺：氯化锌75g/L，氯化钴4g/L，氯化钾190g/L，硼酸20g/L，ZE光亮剂15mL/L，温度25℃，pH为5.0，阴极电流密度2A/dm2，阴极移动3m/min。
所述的三价铬钝化层采用超邦化工的TRIROS 344三价铬钝化工艺制备：TRIROS344A三价铬蓝色钝化剂40mL/L，TRIROS 344B三价铬蓝色钝化剂60mL/L，钝化液pH为4.2，钝化温度20℃，轻微空气搅拌或摆动镀件，浸渍时间70s,空中停留25s。
所述的石墨烯封闭层采用超邦化工的PRODICO 460羟基石墨烯改性封闭剂制备，封闭层的厚度为2.8～3.0μm。
所述PRODICO 460羟基石墨烯改性封闭剂按重量份数表示包括：硅溶胶23份，PU113水溶性硅烷聚合物27份，质量分数为1％的羟基石墨烯16份，TANAFOAM S有机硅消泡剂0.6份，LA13-863有机硅流平剂0.8份，去离子水40份。
将所述羟基石墨烯改性封闭剂用水稀释至3倍配制封闭液。
钝化后的镀件采用浸涂法制备石墨烯封闭层。
所述镀层结构的制备工艺如下：
1、前处理：对铝合金件基体1“化学除蜡→水洗→超声波除蜡→水洗→化学除油→水洗→铝合金除垢剂除垢→水洗→酸盐活化→水洗”进行前处理。
2、化学沉锌：镀件前处理后“第一次化学沉锌→水洗→退锌→水洗→第二次化学沉锌→水洗”制备化学沉锌层2。
3、HEDP镀铜：在化学沉锌层2上按所述HEDP镀铜工艺制备HEDP镀铜层3。
4、镀锌钴合金：在HEDP镀铜层3上按所述酸性锌钴合金电镀工艺制备锌钴合金镀层4。
5、三价铬钝化：在锌钴合金镀层4上按超邦化工的TRIROS 344三价铬钝化工艺制备三价铬钝化层5。
6、石墨烯封闭：镀件钝化后“浸渍石墨烯封闭液→出槽→用高压空气吹掉镀件底部残留的液滴→90℃烘烤30min”制备石墨烯封闭层6。
实施例2：
如图1所示，一种铝合金件的高耐蚀性锌钴合金镀层结构，包括铝合金基体1，和在所述铝合金基体1从内到外依次制备的化学沉锌层2、HEDP镀铜层3、锌钴合金镀层4、三价铬钝化层5以及羟基石墨烯封闭层6。
所述的化学沉锌层2采用广州超邦化工有限公司生产的AZIN-113酸性铝上沉锌剂制备：AZIN-113酸性铝上沉锌剂200mL/L，工作温度28℃，沉锌液pH为4.0，沉锌时间60s。所制备的沉锌层中含有锌和镍两种成分。
所述的HEDP镀铜层采用HEDP镀铜工艺制备，所制备镀层的厚度为8～10μm。
所述HEDP镀铜工艺为：硫酸铜42g/L，HEDP配位剂120g/L，碳酸钾55g/L，CuR-1添加剂25mL/L，pH为9.8，镀槽温度45℃，阴极电流密度2.5A/dm2，阴极移动3m/min。
所述的锌钴合金镀层采用酸性锌钴合金电镀工艺制备，镀层厚度为12～14μm。
酸性锌钴合金电镀工艺：氯化锌85g/L，氯化钴7g/L，氯化钾210g/L，硼酸30g/L，ZE光亮剂20mL/L，温度35℃，pH为5.2，阴极电流密度3A/dm2，阴极移动3m/min。
所述的三价铬钝化层采用超邦化工的TRIROS 344三价铬钝化工艺制备：TRIROS344A三价铬蓝色钝化剂60mL/L，TRIROS 344B三价铬蓝色钝化剂70mL/L，钝化液pH为4.6，钝化温度30℃，轻微空气搅拌或摆动镀件，浸渍时间60s,空中停留20s。
所述的石墨烯封闭层采用超邦化工的PRODICO 460羟基石墨烯改性封闭剂制备，封闭层厚度为3.0～3.2μm。
所述PRODICO 460羟基石墨烯改性封闭剂按重量份数表示包括：硅溶胶27份，PU113水溶性硅烷聚合物23份，质量分数为1％的羟基石墨烯18份，TANAFOAM S有机硅消泡剂0.8份，LA13-863有机硅流平剂1.0份，去离子水40份。
将所述羟基石墨烯改性封闭剂用水稀释至3倍配制封闭液。
钝化后的镀件采用浸涂法制备石墨烯封闭层。
所述镀层结构的制备工艺如下：
1、前处理：对铝合金件基体1“化学除蜡→水洗→超声波除蜡→水洗→化学除油→水洗→铝合金除垢剂除垢→水洗→酸盐活化→水洗”进行前处理。
2、化学沉锌：镀件前处理后“第一次化学沉锌→水洗→退锌→水洗→第二次化学沉锌→水洗”制备化学沉锌层2。
3、HEDP镀铜：在化学沉锌层2上按所述HEDP镀铜工艺制备HEDP镀铜层3。
4、镀锌钴合金：在HEDP镀铜层3上按所述酸性锌钴合金电镀工艺制备锌钴合金镀层4。
5、三价铬钝化：在锌钴合金镀层4上按超邦化工的TRIROS 344三价铬钝化工艺制备三价铬钝化层5。
6、石墨烯封闭：镀件钝化后“浸渍石墨烯封闭液→出槽→用高压空气吹掉镀件底部残留的液滴→80℃烘烤50min”制备石墨烯封闭层6。
实施例1和实施例2所制备的镀件按GB/T 10125–2012《人造气氛腐蚀试验盐雾试验》进行中性盐雾测试480h，镀锌层表面无白色腐蚀物生成。
以上对本实用新型实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本实用新型实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处。总之，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
Claims (4)
1.一种铝合金件的高耐蚀性锌钴合金镀层结构，其特征在于：
包括铝合金基体，和在所述铝合金基体从内到外依次制备的化学沉锌层、HEDP镀铜层、锌钴合金镀层、三价铬钝化层以及羟基石墨烯封闭层。
2.根据权利要求1所述的铝合金件的高耐蚀性锌钴合金镀层结构，其特征在于：
所述HEDP镀铜层的厚度为4～10μm。
3.根据权利要求1所述的铝合金件的高耐蚀性锌钴合金镀层结构，其特征在于：
所述锌钴合金镀层的厚度为5～20μm。
4.根据权利要求1所述的铝合金件的高耐蚀性锌钴合金镀层结构，其特征在于：
所述羟基石墨烯封闭层的厚度为2.3～3.5μm。
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