!354〇36 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明系關於一種
^ ^ -ττ VI 是可運用於某些五金零件的防護裝飾性電鍍，於其外表之傳統防護 性鍍辞層上施鍍-層防護裝飾性之鋅基合金光亮錢層，俾可在—定 使用條件下取代昂貴的電鍍鎳鉻鍍層者。 【先前技術】 -般鐵金属表面的電鍍層體系，大致可分爲防護裝飾性鍍層 體系和防護鑛層體系’前者裝飾和防護性兼備，後者主要側重其防 濩性，而根據錢層與鐵金屬基體的電位關係，還可分爲陽極性防護 鍍層體系和陰極性防護層體系兩類： 又 —、用於鐵金屬上電鍵防護裝飾絡或銅/錄/鉻 =層體系，因其鑛層電位較基體鐵金屬電位正，故屬陰極性防護錢 層装該體系的電鍍層必須達一定厚度，才能緻密無針孔，使鍵㈣ ，鐵土體形成遮罩保護作用’從而防止基體金屬遭腐银損壞。 二、鋼鐵零件廣泛採用電鍵鋅來防止其㈣腐敍，因爲特声 =位較基體鐵金屬的電位負，故㈣層對鐵金屬基體而言，屬^ 防㈣層’該鑛層體系在大氣中是通過錢辞鑛層本 =鐵金屬免遭腐㈣，故㈣層對鐵基體的保護又稱爲「犧^ …θ 業的一貝作法是於鍍辞層表面不再加其他 又曰而疋對其進行鉻酸鹽鈍化處理，以進一步提古 性。 ，钕问鍍鋅層的耐蝕 5 丄外 /由於銅和錄的價格近年來已提高了數倍，防護裝部性錄/絡或銅 西鎳/絡鑛層體系面臨極大的成本問題與壓力，相較之下鑛辞層 廉：但存在裝飾性不足的問題，是以尋求一種在—定使用條 月b取代防護裝飾性錄/路或銅/錄/絡鍛層體系的新型防 竣裝倚性鍍層體系，乃成爲t界關注域力研發的目標。 【發明内容】 本發明之主要目的乃在於提供一種新型防護裝部性錢辞層體系 備工藝’特別是在傳統防護性鍍鋅層上施鍍-層具有鍍鉻層 i夕觀的防護性鋅基合金光亮鍵層，使其能在一定使用條件下取 代防護裝飾性錄/鉻或銅/ _/鉻嫂層體系，達節約錄、絡金 屬資源、顯著降低生產成本、有利環境保護和實現電鍍清潔生產之 爲達前揭目的，本發明是通過以下技術方案來實現的：即本 發明之#新型防護裝飾性鍵辞層體系及其製備工藝，並防雄裝 性鑛鋅層體系，包括在鐵基體上依次電鍍的鐘辞層、辞基合金^亮 裝飾鐘層、以及其表面純化膜層或表面清漆層，其特徵在於傳統防 護度鍍辞層表面鍍覆極具裝㈣的辞基合金光亮鍍層，形成一外 與光㈣㈣層相”卿表面，俾在—定鍍層厚度㈣内其 性能超過相同厚度的祕鍍層’因而能在4條件下使用的零件 (如：電風—、超市Μ—等）替絲亮_㈣層，達到 節約鎳金屬資源的目的。 < 【實施方式】 1354036 有關本發明之製備方法及達成之技術手段，謹在此舉例1體說 明於後： / 根據本發明防護裝飾性鋅鐘層體系的制備工藝，主要包括鐵基 體前處理 '電_、鋅鍍層的化學或置換型去霧拋光、電麟基合 金鍍層、鋅基合讀層表面鈍化處理或表面塗覆清漆' 洪乾。 而製備本發明防護裝飾性鍍鋅體系的工藝步驟如下： 卜鐵基體零件鍵前除油酸洗—清洗—> 電鍍鋅—冑洗—>置換 型去霧拋光-> 清洗―電鍵錫一# 一辞或錫_姑光亮鐘層 鑛月銅（或黑鎳或黃金）清洗—鈍化—清洗—乾燥。 2、鐵基體零件鍍前除油酸洗一> 清洗—電鍍鋅—清洗 —置換型去霧拋光叫青洗—> 電鐘錫_銘_辞或錫—產古光亮錢層 鐘月銅（或黑錄或黃金）清洗—> 乾燥_>1覆清漆—烘乾或 自然乾燥。 上述兩種工藝可根據實際需要選擇一種實施，而由於第2種工 藝疋在錫一鈷—鋅或錫—鈷光亮鍍層表面上塗覆清漆，所以 避免了涉及，、彳貝鉻的水溶液的鈍化處理，實現了清潔生産環保要 求，而且防腐蝕性和防變色性比鈍化的更好。 而刖述之錢如除油酸洗與一般鋼鐵件鍍鋅前處理基本 相同，故不再予贅述，其他相關步驟則再予闡述如下： 電鍍鋅： 鍍鋅可用氯化鉀、氯化銨、鋅酸鹽或氰化的光亮性鍍 鋅洛液，但以光亮氣化鉀鍍鋅溶液爲更佳，一是因爲它有 7 1354036 較好的整平性，出光後鍍層光亮度好，在其上面施鍍一層錫一 録一鋅或錫一鈷光亮鍍層，可獲得外觀更接近光亮鍍鎳後的鍍 鉻層，甚至達到從外觀上幾乎難以區分兩種鍍層體系的程度；二是 對環境污染少；三是節能’可比鋅酸鹽或氰化鍍鋅能降低電耗50% 左右。 下面給出一種性能極好的光亮氣化鉀鑛辞配方和工藝條件，可 比同類光亮氯化鉀鍍鋅工藝縮短電鍍時間2〇%左右，該工藝既適合桂 鲁鍍也適宜滾鍍，滾鍍時電流密度要採用下限，如〇.5〜〇 8八/(1出，而挂 鍍時陰極採用移動的更好，移動速度爲8~12次/min，而對其他光亮 鐘鋅的錢液則可參考公開出版的電鍍書籍或相關單位的技術資料广 光亮氣化鉀鍍鋅配方和操作條件： 氣4匕鉀 氣4匕鋅 硼酸 Z L柔軟劑 Z L光亮劑 PH值 溫度 陰極電鍍密度 鍍層厚度.
置換型去霧拋光： 2〇〇-230 g/L 5 〇 〜1 0 0 g / L 2 3 ' 2 8 g/L 2 0 〜2 5 m 1 / L 1 〜2 m 1 / L 4 . 8 〜5 . 6 1 〇 - 5 0 °C 0 · 5 〜5 A / d m 客8微米 置換型去霧抛光劑1 5 ~ 2 〇 〇 m 8 1354036 水 餘量 溫 度 室溫 時 間 5 ~ 1 0 s 1鍍錫 一 钻- 一鋅光亮鍍層配方和工藝條件： 焦 磷 酸 鉀 240-280 g/L 氣 化 亞 錫 25-30 g/L 氣 化 钻 8 ~ 1 2 g/L 氣 化 鋅 5 〜1 0 g/L 代 鉻 穩 定 劑 4 0 - 6 0 m 1 / L 代 鉻 添 加 劑 2 0 - 3 0 tn 1 / L 温 度 2 0 -- 4 5 °C 陰 極 電 流 密度 0 . 5 〜1 · 5 A / d 電 鍍 時 間 3 *· 5 m i n 鍍 層 厚 度 0 . 5〜1 . 5微米 陽 極 錫板/石墨 1鍍錫 — 鈷光亮鍍層配方和工藝條件： 焦 磷 酸 鉀 240〜280 g/L 氯 化 亞 錫 30-35 g/L 氯 化 钴 8-12 g/L 代 鉻 穩 定 劑 2 0 - 4 0 m 1 / L 代 鉻 添 加 劑 2 0 〜3 0 m 1 / L 溫 度 2 0 ~ 4 5 °C 陰 極 電 流 密度 0 . 5 ~ 1 . 5 A / d 1354036 3 ~ 5 m i η 電鍍時間 鍍層厚度 0.5-1.5微米 陽極 錫板/石墨 如前述第1種製備工藝采電鑛錫一銘一鋅或錫一銘光亮鑛層表面 鈍化處理，然後鈍化->清洗一>乾燥的方法，其缺點是： 1、鉻酸鹽鈍化溶液有毒有害； 丨 2、鐘層易變色和对磨性差。 是以，如採用鈍化處理，則應採用低鉻鈍化處理，其低鉻鈍化處 理配方和工藝：重鉻酸鈉5g/L，醋酸3〜5 ml/L，溫度爲室溫，鈍化時 間0. 5〜1 m i η，純化後清洗並乾燥。 而如第2種製備工藝在電艘錫一钻一辞或錫一钻代絡鍵層表面塗 覆漆層的方式，其優點是： 1、 能較長久保持鍍層光亮的外觀； 2、 可近一步提高鐘層的财Ί虫性和财磨性； 3、 鍍後不需鈍化處理，可完全摒棄有害的六價鉻。 其塗覆清漆的種類可根據産品需要，並結合漆品的烘乾溫度、漆 膜硬度和保色性等綜合性指標考慮，加以選擇。 爲更環保考慮，如對産品要求不太高的話，特別是小零件，也可 以塗覆水溶性清漆，塗覆水溶性清漆前，零件在清洗後不需乾燥，但 要求最後一道清洗用去離子水。 本發明所獲得的鍍層外觀與防護裝飾性的光亮鎳 /鉻 10 1354036 鍍層很接近，甚至可以達到亂真的程度，而在抗腐蝕性能方面，與 鍍層在ίο微米以下的同樣鎳/鉻鍍層相比，其抗鏽性能要超過 錄/鉻㈣’這是因爲該鍍層體系是陽極性鐘層的關係、，陽極性 鍍層疋罪鍍層的犧牲來保護基體金屬受腐蝕，只有當鍍層全部腐蝕 •掉後，基體金屬才開始銹蝕，鎳/鉻鍍層的電位比基體鐵的電位 .正，因而屬於陰極性體系的鍍層，陰極性鍍層對基體金屬是屬於機 械性的物理保護，它包覆在基體金屬表面，使鐵金屬與大氣隔絕， 丨鲁因錄鉻鍍層本身具有極佳的抗腐姓性，這樣雖可使鐵基體免遭腐 #，但陰極性鍍層在其錄層較薄時，往往是多孔性的，潮濕的空氣 .得以透過鍵層的礼隙達到鐵基體，使鐵從錄鉻鑛層下面產生錄钱， -並逐漸從孔隙處向内部擴展，所以這種錢層常會有鏽點出現，日子 —久，有時由表面上看去還可以，但錢層々能剝落下來，待鐘層剝 去後’可看到褢面的鐵已經鑛得很嚴重了，所以陰極鍵層只有在鍵 層達到—定厚度時（如鐘錄層要求達到20微米以上），錢層才能沒 #有孔隙，才會有較好的抗蝕性，但陽極性的辞鍍層並不會發生上述 現象，只有當鍍層全部腐蝕後，基體的鐵才會生銹。 b而在傳統工藝中，鍍鋅層上是不鍍其他鍍層的，也認 -爲是其他㈣的，這是因爲鋅是兩性金屬，在酸性和 鹼性條件下，鋅都會腐蝕，而錫一鈷—鋅或錫—鈷 代鉻鐘層是焦㈣鹽鍍液，是弱鹼性的，對辞鑛層在短時間 内不會腐蝕，而且這兩種鍍層的外觀接近鉻鍍層，因而從理 論上推理，這兩種鐘層有可能在光亮錄鋅層上電錢沉積出 1354036 光亮的代絡鐘層。 又，欲解決在鋅層上電鍍錫一鈷一鋅或錫一鈷代鉻鍍層的關鍵問 題，主要是在進行電鍍錫一鈷一鋅或錫一鈷鍍層之前，對鋅鍍層進行 有效的置換型去霧抛光處理，採用置換型去霧抛光溶液出光，可達到 光亮的代鉻鍍層。 這種鏟層結構與塗覆清漆工藝相結合，用於電風扇網罩、超市貨 架、自行車零件、標準件和一般小五金零件，不但裝飾性外觀好'防 ►腐蝕性好，而且能使電鍍生産成本大幅下降。 經由以上說明，可知本發明鍍層體系的核心是在常規鍍鋅層表 面，增加了錫一鈷一鋅或錫一鈷合金代鉻鍍層，而根據本發明鍍層體 系工藝的核心則是解決電鐘錫一钻一辞或錫一始代絡锻層之前，對辞 鍍層進行有效的置換性去霧抛光處理，鍍鋅後用傳統卜2%的淡硝酸溶 液出光，在其上鍍錫一鈷一鋅或錫_鈷合金代鉻鍍層，鍍層要是發花、 發霧，是得不到光亮鍍層的，所以本發明採用置換去霧拋光劑出光， 將可獲得滿意的不發花、發霧的光亮表面，能達到滿意的處理效果。 例1 : 光亮氣化鉀鍵鋅（鑛層厚度要求在8μπι以上）一>清洗—置換去霧 出光劑100 ml/L，溫度室溫，時間10s，經自來水清洗，立即電鍍錫一 鈷一鋅或錫一鈷合金代鉻鍍層，所獲得的鍍層光亮不發霧，但光亮度 稍差。 例2 : 光亮氣化鉀鍍鋅（鍍層厚度要求在8μιη以上）—清 12 1354036 洗—置換去霧出光劑150 ml/L，溫度室溫，時間10s，經自來水清洗， 立即電鍍錫一鈷一鋅或錫一鈷合金代鉻鍍層，所獲得的鍍層光 亮不發霧，鍍層光亮度好。 例3 : 光亮氣化鉀鍍鋅（鍍層厚度要求在8μιπ以上）一> 清洗—置換 去霧出光劑200 ml/L，溫度室溫，時間10s，經自來水清洗，立即電 鐘錫一始一辞或錫一銘合金代絡锻層’所獲得的鍵層光党不發 |霧，鐘層光亮度好。 例4 : : 光亮氣化鉀鍍鋅（鍍層厚度要求在8μιη以上）_>清洗一>置換去霧 -出光劑250 ml/L，溫度室溫，時間10s，經自來水清洗，立即電鍍錫一 鈷一鋅或錫一鈷合金代鉻鍍層，所獲得的鍍層光亮，但隱約有點發霧。 總結以上說明，可知本發明在解決以鍍鋅代替鍍鎳鉻鍍層的製備 工藝上，乃在傳統防護性鍍鋅層上施鍍一層具有鍍鉻層裝飾外觀的防 φ護性鋅基合金光亮鍍層，使其能在一定使用條件下取代防護裝飾性鎳/ 鉻或銅/鎳/鉻鍍層體系，達節約鎳、鉻金屬資源、顯著降低生産成本、 有利環境保護和實現電鍍清潔生産之目的，整體而言，確實具有極佳 之産業利用價值，爰依法提出專利申請。 【圖式簡單說明】 無 13