一种锌合金压铸件表面处理方法
【专利摘要】本发明公开了一种锌合金压铸件表面处理方法，包括如下步骤：（1）锌合金压铸件毛坯除蜡；（2）将除蜡后的锌合金压铸件进行水洗；（3）将上步水洗后的锌合金压铸件浸泡除油剂溶液除去表面的油脂；（4）水洗：将上步除油后的锌合金压铸件进行水；（5）硫酸活化：将上步水洗后的锌合金压铸件浸泡于硫酸溶液中进行活化；（6）将上步活化后的锌合金压铸件进行水洗；（7）将上步水洗干净的锌合金压铸件浸泡于不含氰化物的溶液中，得到合金层；（8）将上步合金化后的锌合金压铸件进行水洗；（9）后续电镀或化学镀。本发明的工艺方法中，无氰化学合金处理中，所用溶液不含氰化物，无需电源，无需加温，操作简单，最后形成的合金层致密。
【专利说明】一种锌合金压铸件表面处理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种锌合金压铸件表面处理方法。
【背景技术】
[0002]氰化物镀铜长期以来作为锌合金压铸件电镀打底镀铜工艺，但氰化物毒性大，对操作工人和环境造成严重威胁，致使氰化物镀铜与清洁生产相悖，因此无氰表面处理工艺是今后发展的方向。
[0003]无氰工艺技术是国家清洁生产发展要求的产物，在很大程度上消除了氰化镀铜给操作工人及环境的危害，不少科研工作者在无氰电镀工艺的探索和推广上付出了不少心血，也取得了很大的进步。
[0004]但是，与其他基体相比，锌合金压铸件的电镀工艺复杂，尤其是在锌合金压铸件上无氰电镀难度更大，结合力不良等原因。所以目前锌合金件的预镀铜仍是氰化物体系。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种锌合金压铸件表面处理方法。
[0006]本发明所采 取的技术方案是:
一种锌合金压铸件表面处理方法，包括如下步骤:
(1)锌合金压铸件毛坯除蜡:将锌合金压铸件毛坯浸泡在除蜡剂溶液中，除掉锌合金压铸件毛坯表面的蜡，得到除蜡后的锌合金压铸件；
(2)水洗:将除蜡后的锌合金压铸件进行水洗，除掉表面残余的除蜡剂溶液；
(3)化学除油:将上步水洗后的锌合金压铸件浸泡除油剂溶液中，以除掉锌合金压铸件表面的油脂，得到除油后的锌合金压铸件；
(4)水洗:将上步除油后的锌合金压铸件进行水洗，除掉表面残余的除油剂溶液；
(5)硫酸活化:将上步水洗后的锌合金压铸件浸泡于硫酸溶液中，得到活化的锌合金压铸件。
[0007](6)水洗:将上步活化后的锌合金压铸件进行水洗，除掉表面残余的硫酸溶液。
[0008](7)无氰化学合金处理:采用配制的溶液，溶液中含铜盐、锌盐、络合剂及晶粒细化剂，铜离子含量为2-10g/L，锌离子浓度为0-50 g/L，络合剂含量为50-100g/L，晶粒细化剂为0.ΟΙ-lg/L，将溶液中游离0H_的浓度调整为10-12mol/L ;将上步水洗干净的锌合金压铸件浸泡于此溶液中3~8min,得到合金层；
(8)水洗:将上步合金化后的锌合金压铸件进行水洗，除掉表面残余的无氰溶液。
[0009](9)后续电镀或化学镀:将上步水洗干净的含合金镀层的锌合金压铸件进行后续电镀或化学镀处理。
[0010]步骤(1)中，所述的除蜡剂溶液为浓度为30~50ml/L的BH-20除蜡剂溶液。
[0011]步骤(3)中，所述的除油剂溶液由磷酸三钠、碳酸钠、BH-7除油剂和水组成，其中磷酸三钠的浓度为28-32g/L，碳酸钠的浓度为28-32g/L，BH-7除油剂的浓度为10~20ml/L0
[0012]步骤(5)中，所述的硫酸溶液的体积分数为0.5%，浸泡的时间为10-30s。
[0013]步骤(7)中，所述的铜盐为硝酸铜、氯化铜、硫酸铜、焦磷酸铜、氢氧化铜、碱式碳酸铜、酒石酸铜、柠檬酸铜、磺基水杨酸铜、甲基磺酸铜中的至少一种。
[0014]步骤(7)中，所述的锌盐为硝酸锌、氯化锌、硫酸锌、焦磷酸锌、氧化锌、碳酸锌、乙酸锌中的至少一种。
[0015]步骤(7)中，所述的络合剂为酒石酸、酒石酸钾、酒石酸钾钠、酒石酸钠、酒石酸铵、柠檬酸、柠檬酸钾、柠檬酸钠、柠檬酸铵、葡萄糖酸钠、EDTA 二钠、磺基水杨酸、NTA、二乙烯三胺五甲叉膦酸、三乙醇胺、乙二胺、二羟乙基甘氨酸、半胱氨酸、三乙烯四胺、羟基乙叉二膦酸、羟基乙叉二膦酸钾、羟基乙叉二膦酸钠、羟基乙叉二膦酸铵、乙二胺四甲叉膦酸、乙二胺四甲叉膦酸钾、乙二胺四甲叉膦酸钠、乙二胺四甲叉膦酸铵中的至少一种。
[0016]步骤(7)中，所述的晶粒细化剂为甘油、丁炔二醇、丙三醇中的至少一种。
[0017]步骤(7)中，使用KOH、NaOH中的至少一种调节溶液中的游离0H—的浓度至10-12mol/L。
[0018]本发明的有益效果是:1、无氰化学合金处理中所用溶液不含氰化物且无毒，浸泡过程中无毒害气体逸出；
2、无氰化学合金处理 中，无需电源，无需加温，操作简单。
[0019]3、在保证镀层与基体间的结合力的基础上，本发明可替代氰化物体系预镀，实现环保清洁生产的目的。
[0020]4、形成的合金层致密。
【具体实施方式】
[0021]一种锌合金压铸件表面处理方法，包括如下步骤:
(I)锌合金压铸件毛坯除蜡:锌合金压铸件毛坯除蜡:将锌合金压铸件毛坯浸泡在75~85°C、浓度为30~50ml/L广州二轻研究所的BH-20除蜡剂溶液中8~20min，除掉锌合金压铸件毛坯表面的蜡，得到除蜡后的锌合金压铸件。
[0022](2)水洗:步骤(1)中除蜡后的锌合金压铸件，于20~35°C水洗，除掉表面残余的除蜡剂溶液。
[0023](3)化学除油:步骤(2)中清洗干净的锌合金压铸件，浸泡在35~55°C的除油剂溶液中8~30min，除掉锌合金压铸件表面的油脂，得到除油后的锌合金压铸件；除油剂溶液由磷酸三钠、碳酸钠、广州二轻研究所的BH-7除油剂和水组成，其中磷酸三钠的浓度为30g/L，碳酸钠的浓度为30g/L，BH-7除油剂的浓度为10~20ml/L。
[0024](4)水洗:步骤(3)中得到的除油后的锌合金压铸件，于20~35°C水洗，除掉表面残余的除油剂溶液。
[0025](5)0.5%硫酸活化:步骤(4)中清洗干净的锌合金压铸件，于20~35 °C在体积分数为0.5%的硫酸溶液中浸泡10~30s，得到活化的锌合金压铸件。
[0026](6)水洗:步骤(5)中得到的活化的锌合金压铸件，于20~35°C水洗，除掉表面残余的硫酸溶液。
[0027](7)无氰化学合金处理:采用配制的溶液，溶液中含铜盐、锌盐、络合剂及晶粒细化剂(其余成份为溶剂水)，铜离子含量为2-10g/L，锌离子浓度为0-50 g/L,络合剂含量为50-100g/L,晶粒细化剂为0.ΟΙ-lg/L，将溶液中的游离OH_的浓度至10-12mol/L。步骤(6)中清洗干净的锌合金压铸件浸泡于此无氰溶液中进行反应，反应时间为3~8min，所得合金层半光亮。
[0028](8)水洗:步骤(7)中合金化后的锌合金压铸件，于20~35°C水洗，除掉表面残余的无氰溶液。
[0029](9)后续电镀或化学镀:步骤(8)中清洗干净的含合金镀层的锌合金压铸件进行后续电镀或化学镀。
[0030]步骤(7)中，所述的铜盐为硝酸铜、氯化铜、硫酸铜、焦磷酸铜、氢氧化铜、碱式碳酸铜、酒石酸铜、柠檬酸铜、磺基水杨酸铜、甲基磺酸铜中的至少一种。
[0031]步骤(7)中，所述的锌盐为硝酸锌、氯化锌、硫酸锌、焦磷酸锌、氧化锌、碳酸锌、乙酸锌中的至少一种。
[0032]步骤(7 )中，所述的络合剂为酒石酸、酒石酸钾、酒石酸钾钠、酒石酸钠、酒石酸铵、柠檬酸、柠檬酸钾、柠檬酸钠、柠檬酸铵、葡萄糖酸钠、EDTA 二钠、磺基水杨酸、NTA、二乙烯三胺五甲叉膦酸、三乙醇胺、乙二胺、二羟乙基甘氨酸、半胱氨酸、三乙烯四胺、羟基乙叉二膦酸、羟基乙叉二膦酸钾、羟基乙叉二膦酸钠、羟基乙叉二膦酸铵、乙二胺四甲叉膦酸、乙二胺四甲叉膦酸钾、乙二胺四甲叉膦酸钠、乙二胺四甲叉膦酸铵中的至少一种。所述的晶粒细化剂为甘油、丁炔二醇、丙三醇中的至少一种。
[0033]步骤(7)中，使用KOH、NaOH中的至少一种调节溶液中游离0H—的浓度。
[0034]下面结合具 体实施例对本发明做进一步的说明:
实施例1:
一种锌合金压铸件表面处理方法，包括如下步骤:
(I)锌合金压铸件毛坯除蜡:将锌合金压铸件毛坯浸泡在80°C、浓度为30ml/L的广州二轻研究所的BH-20除蜡剂溶液中12min，除掉锌合金压铸件毛坯表面的蜡，得到除蜡后的锌合金压铸件。
[0035](2)水洗:步骤(1)中除蜡后的锌合金压铸件，于20°C水洗三次，除掉表面残余的除蜡剂溶液。
[0036](3)化学除油:步骤(2)中清洗干净的锌合金压铸件，浸泡在40°C的除油剂溶液中12min，除掉锌合金压铸件表面的油脂，得到除油后的锌合金压铸件；除油剂溶液中磷酸三钠的浓度为30g/L，碳酸钠的浓度为30g/L，广州二轻研究所的BH-7除油剂的浓度为20ml/L0
[0037](4)水洗:步骤(3)中得到的除油后的锌合金压铸件，于20°C水洗三次，除掉表面残余的除油剂溶液。
[0038](5) 0.5%硫酸活化:步骤(4)中清洗干净的锌合金压铸件，于20°C在体积分数为0.5% (将98wt%的浓硫酸与水混合，浓硫酸在混合物中的体积分数为0.5%)的硫酸溶液中浸泡20s，得到活化的锌合金压铸件。
[0039](6)水洗:步骤(5)中得到的活化的锌合金压铸件，于20°C水洗三次，除掉表面残余的硫酸溶液。
[0040](7)无氰镀液:步骤(6)中清洗干净的锌合金压铸件浸泡于无氰镀液中进行化学处理，处理过程中，每分钟移动工件8次，浸泡时间3min ;所述的无氰溶液中，游离0h-的浓度为lOmol/L (用氢氧化钠调节溶液中的游离0H—的浓度)，铜离子浓度为5g/L，锌离子浓度为50g/L, HEDP浓度为80 g/L，柠檬酸钠10 g/L，甘油浓度为lg/L。
[0041](8)水洗:步骤(7)中合金处理后的锌合金压铸件，于20°C水洗三次，除掉表面残余的无氰合金溶液。
[0042](9)后续电镀工艺:步骤(8)中清洗干净的含铜锌合金镀层的锌合金压铸件，依次进行a-d的电镀工艺:
a碱性电镀铜:
焦磷酸钾(K4P2O7): 275克/升 焦磷酸铜(Cu2P2O7.4H20):72克/升 氨水:3毫升/升 BH-540A:3 毫升 / 升 BH-540B:2.8 毫升 / 升 温度:20-40°C
阴极电流密度:1-6安培/平方分米
搅拌方式:空气搅拌；
b酸性光亮镀铜
硫酸铜:180-220克/升
硫酸(密度=1.84克/毫升):70克/升
氯尚子:75晕克/升
BH-530酸性镀铜光亮剂A:0.3毫升/升 BH-530酸性镀铜光亮剂B:0.5毫升/升 BH-530酸性镀铜光亮剂C:5.2毫升/升 温度:20-40°C
阴极电流密度:1-6安培/平方分米
搅拌方式:空气搅拌
c电镀光亮镍
硫酸镍:2700g/L
氯化镍: 50 g/L
硼酸:45 g/L
BH-988光镍主光剂:0.9 ml/L BH-98光镍柔软剂:9 ml/L BH-98光镍辅助剂:4 ml/L BH-98光镍润湿剂:1.6 ml/L pH 值:4.0-4.5 温度:55-60°C 阴极电流密度:2-6 A/dm2 搅拌方式:空气搅拌 d三价铬镀铬BH-88 导电盐:300 g/L BH-88 开缸剂:135 g/L BH-88 辅助剂:10 ml/L BH-88 润湿剂:2.7ml/L 温度:45-55 °C pH 值:3.0-3.7 阴极电流密度:3-10 A/dm2 时间:2_5min 搅拌方式:弱空气搅拌
所得工件表面光亮，无麻砂。将工件弯曲至断裂，断口处不爆皮，说明预镀层具有良好的结合力。
[0043]实施例2:
一种锌合金压铸件表面处理方法，包括如下步骤:
(I)锌合金压铸件毛坯除蜡:将锌合金压铸件毛坯浸泡在75°C、浓度为50ml/L的广州二轻研究所的BH-20除蜡剂溶液中20min，除掉锌合金压铸件毛坯表面的蜡，得到除蜡后的锌合金压铸件。
[0044](2)水洗:步骤(1)中除蜡后的锌合金压铸件，于35°C水洗三次，除掉表面残余的除蜡剂溶液。
[0045](3)化学除油:步骤(2)中清洗干净的锌合金压铸件，浸泡在35°C的除油剂溶液中20min，除掉锌合 金压铸件表面的油脂，得到除油后的锌合金压铸件；除油剂溶液中磷酸三钠的浓度为30g/L，碳酸钠的浓度为30g/L，广州二轻研究所的BH-7除油剂的浓度为IOml/L0
[0046](4)水洗:步骤(3)中得到的除油后的锌合金压铸件，于35°C水洗三次，除掉表面残余的除油剂溶液。
[0047](5) 0.5%硫酸活化:步骤(4)中清洗干净的锌合金压铸件，于35°C在体积分数为0.5%的硫酸溶液中浸泡10s，得到活化的锌合金压铸件。
[0048](6)水洗:步骤(5)中得到的活化的锌合金压铸件，于35°C水洗三次，除掉表面残余的硫酸溶液。
[0049](7)无氰镀液:步骤(6)中清洗干净的锌合金压铸件浸泡于无氰镀液中进行化学处理，处理过程中，每分钟移动工件8次，浸泡时间Smin ;所述的无氰溶液中，游离0H_的浓度为llmol/L (用氢氧化钠调节溶液中的游离0H—的浓度)，铜离子浓度为2g/L，锌离子浓度为Og/L，酒石酸钾钠浓度为30 g/L,乙二胺四甲叉膦酸钠20g/L，丁炔二醇浓度为0.5g/L。
[0050](8)水洗:步骤(7)中合金化后的锌合金压铸件，于35°C水洗三次，除掉表面残余的无氰溶液。
[0051](9)后续电镀工艺:步骤(8)中清洗干净的含铜锌合金镀层的锌合金压铸件，使用工艺a、b、c同实施例1，
d采用六价铬镀铬，工艺如下:
铬酐:180g/L
BH-装饰性镀铬A:3 ml/LBH-装饰性镀铬B:10 ml/L 温度:32-40°C 阴极电流密度:5-20A/dm2 阳极:铅/锡合金，93.7%
所得工件表面光亮，无麻砂，将工件弯曲至断裂，断口处不爆皮，说明预镀层具有良好的结合力。
[0052]实施例3:
一种锌合金压铸件表面处理方法，包括如下步骤:
(I)锌合金压铸件毛坯除蜡:将锌合金压铸件毛坯浸泡在85°C、浓度为40ml/L广州二轻研究所的BH-20除蜡剂溶液中8min，除掉锌合金压铸件毛坯表面的蜡，得到除蜡后的锌合金压铸件。
[0053](2)水洗:步骤(1)中除蜡后的锌合金压铸件，于30°C水洗三次，除掉表面残余的除蜡剂溶液。
[0054](3)化学除油:步骤(2)中清洗干净的锌合金压铸件，浸泡在55°C的除油剂溶液中8min,除掉锌合金压铸件表面的油脂，得到除油后的锌合金压铸件；除油剂溶液中磷酸三钠的浓度为30g/L，碳酸钠的浓度为30g/L，广州二轻研究所的BH-7除油剂的浓度为15ml/L。
[0055](4)水洗:步骤 (3)中得到的除油后的锌合金压铸件，于30°C水洗三次，除掉表面残余的除油剂溶液。
[0056](5) 0.5%硫酸活化:步骤(4)中清洗干净的锌合金压铸件，于30°C在体积分数为0.5%的硫酸溶液中浸泡30s，得到活化的锌合金压铸件。
[0057](6)水洗:步骤(5)中得到的活化的锌合金压铸件，于30°C水洗三次，除掉表面残余的硫酸溶液。
[0058](7)无氰镀液:步骤(6)中清洗干净的锌合金压铸件浸泡于无氰镀液中进行化学处理，处理过程中，每分钟移动工件8次，浸泡时间5min ;所述的无氰溶液中，游离0H_的浓度为12mol/L (用氢氧化钠调节溶液中的游离0H_的浓度)，铜离子浓度为10g/L，锌离子浓度为25g/L，羟基乙叉二膦酸钾80 g/L，葡萄糖酸钠浓度为20 g/L，丙炔醇浓度为0.01g/L。
[0059](8)水洗:步骤(7)中得到铜锌合金后的锌合金压铸件，于30°C水洗三次，除掉表面残余的无氰合金溶液。
[0060](9)后续化学镀工艺如下:步骤(8)中清洗干净的含铜锌合金镀层的锌合金压铸件，浸入以下溶液进行化学镀镍:
硫酸镍:27 g/L 次磷酸钠:30g/L 乙酸钠:8 g/L 柠檬酸钠:7 g/L 丁二酸:6 g/L pH 值:4-5 温度:80-90°C 时间:20-30min
所得工件表面均匀细致，将工件弯曲至断裂，断口处不爆皮；将工件于150°C烘烤，然后放置于冷水中，未见起 泡，说明预镀层具有良好的结合力。
【权利要求】
1.一种锌合金压铸件表面处理方法，包括如下步骤: (1)锌合金压铸件毛坯除蜡:将锌合金压铸件毛坯浸泡在除蜡剂溶液中，除掉锌合金压铸件毛坯表面的蜡，得到除蜡后的锌合金压铸件； (2)水洗:将除蜡后的锌合金压铸件进行水洗，除掉表面残余的除蜡剂溶液； (3)化学除油:将上步水洗后的锌合金压铸件浸泡除油剂溶液中，以除掉锌合金压铸件表面的油脂，得到除油后的锌合金压铸件； (4)水洗:将上步除油后的锌合金压铸件进行水洗，除掉表面残余的除油剂溶液； (5)硫酸活化:将上步水洗后的锌合金压铸件浸泡于硫酸溶液中，得到活化的锌合金压铸件； (6)水洗:将上步活化后的锌合金压铸件进行水洗，除掉表面残余的硫酸溶液； (7)无氰化学合金处理:采用配制的溶液，溶液中含铜盐、锌盐、络合剂及晶粒细化剂，铜离子含量为2-10g/L，锌离子浓度为0-50 g/L，络合剂含量为50-100g/L，晶粒细化剂为0.ΟΙ-lg/L，将溶液中游离OH_的浓度调整为10-12mol/L ;将上步水洗干净的锌合金压铸件浸泡于此溶液中3~8min,得到合金层； (8)水洗:将上步合金化后的锌合金压铸件进行水洗，除掉表面残余的无氰溶液； (9)后续电镀或化学镀 :将上步水洗干净的含合金镀层的锌合金压铸件进行后续电镀或化学镀处理。
2.根据权利要求1所述的一种锌合金压铸件表面处理方法，其特征在于:步骤(1)中，所述的除蜡剂溶液为浓度为30~50ml/L的BH-20除蜡剂溶液。
3.根据权利要求1所述的一种锌合金压铸件表面处理方法，其特征在于:步骤(3)中，所述的除油剂溶液由磷酸三钠、碳酸钠、BH-7除油剂和水组成，其中磷酸三钠的浓度为28-32g/L，碳酸钠的浓度为28-32g/L，BH-7除油剂的浓度为10~20ml/L。
4.根据权利要求1所述的一种锌合金压铸件表面处理方法，其特征在于:步骤(5)中，所述的硫酸溶液的体积分数为0.5%，浸泡的时间为10-30S。
5.根据权利要求1所述的一种锌合金压铸件表面处理方法，其特征在于:步骤(7)中，所述的铜盐为硝酸铜、氯化铜、硫酸铜、焦磷酸铜、氢氧化铜、碱式碳酸铜、酒石酸铜、柠檬酸铜、磺基水杨酸铜、甲基磺酸铜中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的一种锌合金压铸件表面处理方法，其特征在于:步骤(7)中，所述的锌盐为硝酸锌、氯化锌、硫酸锌、焦磷酸锌、氧化锌、碳酸锌、乙酸锌中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的一种锌合金压铸件表面处理方法，其特征在于:步骤(7)中，所述的络合剂为酒石酸、酒石酸钾、酒石酸钾钠、酒石酸钠、酒石酸铵、柠檬酸、柠檬酸钾、柠檬酸钠、柠檬酸铵、葡萄糖酸钠、EDTA 二钠、磺基水杨酸、NTA、二乙烯三胺五甲叉膦酸、三乙醇胺、乙二胺、二羟乙基甘氨酸、半胱氨酸、三乙烯四胺、羟基乙叉二膦酸、羟基乙叉二膦酸钾、羟基乙叉二膦酸钠、羟基乙叉二膦酸铵、乙二胺四甲叉膦酸、乙二胺四甲叉膦酸钾、乙二胺四甲叉膦酸钠、乙二胺四甲叉膦酸铵中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的一种锌合金压铸件表面处理方法，其特征在于:步骤(7)中，所述的晶粒细化剂为甘油、丁炔二醇、丙三醇中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的一种锌合金压铸件表面处理方法，其特征在于:步骤(7)中，使用KOH、NaOH中的至少一种调节溶液中的游离0H—的浓度至10-12mol/L。
【文档编号】C23G1/00GK103757642SQ201310696594
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2013年12月18日 优先权日:2013年12月18日
【发明者】徐金来, 赵国鹏, 胡耀红, 周杰 申请人:广州鸿葳科技股份有限公司