专利名称：碱性高速电镀高耐蚀锌铝合金工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及电镀技术领域。
由于锌铝合金镀层具有优良的抗腐蚀性能，其镀层银白光亮，是钢铁制品理想的表面保护镀层，故近年来钢铁制品热镀锌铝合金发展迅速。但是采用热镀工艺来获得锌铝合金镀层具有明显的技术上的缺陷1、耗能耗锌量大，合金熔池的温度要高达650摄氏度以上，生产成本高；2、设备投资大，所需流动资金多，投资回收期长，风险较大；3、不能生产10um以下的薄镀层，也不能实现抗蚀性更好的彩色钝化；4需要高精度装配的工件也不能应用热镀工艺获得锌铝合金镀层。因此，热镀锌铅合金镀层的应用受到很大限制。
目前的电镀锌工艺有酸性镀锌和碱性镀锌两类酸性镀锌如硫酸盐镀锌和无氨氯化物镀锌等，其镀层容易发黄、发黑，抗腐蚀性差，虽然也可彩色钝化，但彩色钝化膜外观不美，附着力差，易剥落，降低了镀层的防护能力，特别对薄镀层工件的防护能力更不理想碱性镀锌又有氰化物镀锌和锌酸盐镀锌两类。氰化物镀锌性能虽比酸性镀锌好，但氰化物有剧毒，对环境和对人体健康都有极大危害，现已被限产，将来会被逐步淘汰；锌酸盐镀镀锌层性能虽不及氰化物镀锌层，但还是要比酸性镀锌层性能好，而且它消除了剧毒氰化物对环境和对人体健康的危害，故至今还是用得较普遍。锌酸盐镀锌的工艺流程是脱脂→水洗→除锈→中和→电镀锌→回收→水洗→钝化→回收→干燥。但采用这种工艺镀锌仍有以下不足1、镀锌层外观不如锌铝合金镀层好，色泽微黄且容易变色发黄；2、镀锌层不能太厚，超过20um镀层易发脆、起泡、脱皮、不能满足高防护性工件的要求3、锌酸盐镀锌工艺的镀锌速度较慢(电镀速度在1um／min以下不能实施高速和中速电镀(电镀速度为1-5um／min)，总之，酸性镀锌和碱性镀锌的镀层外观，附着力，抗腐蚀性能等都不及热镀锌铝合金镀层。
本发明的目的旨在提供一种用碱性电镀法实现高速电镀高耐蚀锌铝合金镀层的工艺，这种新工艺获得的锌铝合金镀层的质量和性能远超过其它电镀锌工艺的镀锌层，达到了热镀工艺获得的锌铝合金镀层，而且又克服了热镀锌铝合金工艺耗能耗锌大，不能实现彩色钝化等不足。
本发明的技术方案是采用与锌酸盐镀锌相近的工艺流程，但采用新的镀液配方及相关参数①电镀锌铝合金的工艺流程包括脱脂、水洗、除锈、水洗、中和、电镀锌铝合金、回收、水洗、钝化、回收、水洗、干燥。
②电镀锌铝合金的镀液配比NaOH(氢氧化纳)120-220g(克)／L(升)；，Zn2+(锌离子)10-50g／L；AL(OH)3(氢氧化铝)5-100g／L；添加剂DE3-15mL／L或用于碱性镀锌的其他添加剂3-15mL／L；添加剂SP5-10mL／L；③电镀锌铝合金的镀液温度(10-60)℃④阴极电流密度DK0．2-30A(安培)／dm2(分米2)⑤镀液与工件相对运动0-250mm(毫米)／S(秒)本发明兼有热镀锌铝合金工艺和碱性镀锌工艺的优点又克服了两者各自存在的不足。本发明所获得的锌铝合金镀层外观呈铝白银亮色，结晶细致紧密，与基体结合牢固，抗色变、抗腐蚀性强；镀液稳定，成份简单，维护生产容易；镀液温度适应宽，镀液温度范围(10-60)℃，耗能耗锌低，生产成本低，没有剧毒物，对环境不造成危害，是钢铁材料及制品的理想表面防护镀层。
本发明的显著效果和优点与有关镀锌工艺对比的情况如表1和表2所示。
实施例1对钢带、铁丝等工件实施3-5um／min高速电镀锌铝合金时镀液配比及相关参数为NaOH160-210g／LZn2+30-38g／LAl(OH)335-60g／LDE或用于碱性镀锌的其他添加剂8-10mL／LSP添加剂7-10mL／L镀液温度30-50℃阴极电流密度DK(20±3)A／dm2镀液与工件相对运动200-250mm／S实施例2对在大气中常年外露，需有高耐蚀性能的高压电器零部件等工件实施1-3um／min中速电镀时锌铝合金电镀液配比及相关参数为NaOH150-200g／LZn2+20-30g／LAl(OH)330-50g／LDE或用于碱性镀锌的其他添加剂5-8mL／LSP添加剂5-7mL／L镀液温度25-45℃阴极电流密度DK10-18A／dm2镀液与工件相对运动100-200mm／S实施例3对精密配合的零部件等工件实施0．2-1um／min低速电镀锌合金镀液配比及有关参数NaOH120-180g／LZnZ+10-20 g／LAl(OH)310-30 g／LDE或用于碱性镀锌的其他添加剂5-6umL／LSP添加剂5-6mL／L镀液温度20-40℃阴极电流密度DK1-10A／dm2镀液与工件相对运动0-100mm／S实施例4在以上实施例1-3的电镀锌铝合金工序，阴极面积S阴和阳极面积S阳之比为S阴∶S阳=1∶0．5-2，阳极中的锌钢面积调配比为S锌∶S钢=1∶0．2-0．5，镀液循环流动为0-250mm／s实施例5在以上实施例1-3的钝化工序，采用的钝化液用K2Cr2O7(重铬酸钾)、NH3(氨水)、CH2O(甲醛)、HNO3(硝酸)配制，其钝化液的组分配比为K2Cr2O78-15g／L；Cr3+0．5-5g／L；HNO33-6g／L；钝化液的酸碱度为PH=2-3，钝化时间3-5秒。
表1
表2
权利要求
1.一种碱性高速电镀高耐蚀锌铝合金工艺，其工艺流程包括脱脂、水洗、除锈、水洗、中和、电镀锌铝合金、回收、水洗、钝化、回收、水洗、干燥，其特征在于①电镀锌铝合金的镀液配比NaOH120-220g／LZn2+10-50 g／LAL(OH)35-100 g／L添加剂DE3-15 mL／L或其他碱性镀锌添加剂3-15mL／L添加剂SP3-15 mL／L②电镀锌铅合金的镀液温度10-60℃③电镀阴极电流密度DK0．5-30 A／dm2④镀液与工件相对运动0-250 mm／S
2.根据权利要求1所述的电镀高耐蚀锌铝合金工艺，其特征在于在电镀锌铝合金工序，其电镀阴极面积S阴和阳极面积S阳之比为S阴∶S阳=1∶0．5-2，阳极中锌钢面积调配比为S锌∶S钢=1∶0．2-0．5，镀液循环流动为0-250 mm／S。
3.根据权利要求1所述的电镀高耐蚀锌铅合金工艺，其特征在于在钝化工序，采用的钝化液用K2Cr2O7、NH3、CH2O、HNO3配制，其钝化液的成份为K2Cr2O78-15g／L；Cr3+0．5-5g／L；HNO33-6g／L；钝化液的酸碱度为PH=2-3，钝化时间3-5S。
4.根据权利要求1或2或3所述的电镀高耐蚀锌铅合金工其特征在于3-5um／min高速电镀锌铝合金的镀液配比及其相关参数为NaOH160-210g／L，Zn2+30-38g／L，Al(OH)335-60g／L，DE或其他碱性镀锌添加剂8-10mL／L，SP添加剂7-10mL／L，镀液温度30-50℃，阴极电流密度DK(20±3)A／dm2，镀液与工件相对运动200-250mm／S，
5.根据权利要求1或2或3所述的电镀高耐蚀锌铅合金工艺其特征在于实施1-3um／min镀锌铅合金的镀液配比及其相关参数为NaOH150-200g／L，Zn2+20-30g／L，Al(OH)330-50g／L DE或其他碱性镀锌添加剂5-8mL／L，SP添加剂5-7mL／L，镀液温度25-45℃，阴极电流密度DK10-18A／dm2，镀液与工件相对运动100-200mm／S。
6.根据权利要求1或2或3所述的电镀高耐蚀锌铝合金工艺，其特征在于实施0．2-1um／min低速电镀锌铅合金的镀液配比及其相关参数为NaOH120-180g／L，Zn2+10-20g／L，Al(OH)310-30g／L，DE或其他碱性镀锌添加剂5-6mL／L，SP添加剂5-6ml／L，镀液温度20-40℃，阴极电流密度DK1-10A／dm2，镀液与工件相对运动0-100mm／S。
全文摘要
本发明是一种碱性高速电镀高耐蚀锌铝合金工艺,工艺流程包括脱脂、除锈、中和、电镀锌铝合金、回收、钝化、回收、干燥等,其特点是用N
文档编号C25D3/56GK1294207SQ9911561
公开日2001年5月9日 申请日期1999年10月28日 优先权日1999年10月28日
发明者刘昆淮 申请人:刘昆淮