CN104032341B - 一种锌合金镀前处理的除油溶液、活化溶液与工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种锌合金镀前处理的除油溶液、活化溶液以及锌合金镀前处理工艺；每升所述除油溶液包括：15～20g的醋酸钠，20～30g的碳酸氢钠，15～20g的三聚磷酸钠，20～30g的无机乳化剂与2～5g的有机乳化剂；每升所述活化溶液包括：40～50g的柠檬酸，10～15g的醋酸与5～8g的硼酸。在锌合金压铸件的镀前处理过程中，首先将锌合金表面进行除蜡，然后进行除油，最后将锌合金进行了活化，从而使锌合金处理后能够直接进行电镀；由于在镀前处理过程中选用的处理液均是中性的，并非强酸或强碱，因此环保性较好。
Description
技术领域
本发明涉及金属表面处理工艺，尤其涉及一种锌合金镀前处理的除油溶液、活化溶液及工艺。
背景技术
目前，广泛应用的锌合金含3wt%～5wt%的铝，0.5wt%～2wt%的铜，0.03wt%～0.08wt%的镁，其余为锌。锌合金成本低，采用压铸的方法可一步成型制造出公差小、形状复杂的零件，常用来代替铜、铜合金和钢铁材料来制造受力较小和形状较复杂的结构件和装饰件。因此，锌合金压铸件在工业上应用非常广泛。
锌合金压铸件是以锌为主、铝为辅的合金，其化学性质稳定性差，因此，需要其它金属层予以保护，锌合金压铸件表面进行电镀就是保护锌合金常用的方法。为防止锌合金表面被空气中的氧气氧化，表面一般都会有一层油脂来保护。这些油脂必须在进行电镀加工前清洗干净，否则会使镀层出现瑕疵，如针孔、毛刺等，严重时会导致电镀失败，返工，致使镀液失去平衡和稳定性。因此，在电镀过程中选择一种合适的镀前处理工艺，是非常重要的。
常用的镀前处理工艺的溶剂包括有机溶液和无机溶液。常用的有机溶液包括甲苯、二甲苯和三氯乙烯等，其虽然能够直接溶解油脂，但通常具有刺激性气味，危害人体健康，污染环境。因此，有机除油剂逐渐被无机除油剂取代，无机除油剂的原理是在碱性溶液中借助皂化作用和乳化作用能够清除基体表面的油污。
然而，目前常见的无机除油剂中，大都含有大量的强碱物质氢氧化钠，有的还有剧毒物***，会腐蚀锌合金活性基体；并且在使用过程中，需要加热至较高的温度才能发挥作用，此时挥发的碱雾会严重损害人体健康，并污染环境。另外，添加剂中的表面活性剂通常都采用高泡型表面活性剂，在使用过程中会产生大量的泡沫，废水很难处理，因此应用受到了很大限制，特别是环保要求的限制。
发明内容
本发明解决的技术问题在于提供一种环保性较好的锌合金的镀前处理工艺。
有鉴于此，本发明提供了一种锌合金镀前处理的除油溶液，每升所述除油溶液包括：15～20g的醋酸钠，20～30g的碳酸氢钠，15～20g的三聚磷酸钠，20～30g的无机乳化剂与2～5g的有机乳化剂。
优选的，所述有机乳化剂为阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂的混合物，所述阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂的质量比为（5～6）:1；所述阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠或十二烷基硫酸钠；所述非离子表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、椰子油二乙醇酰胺或月桂酸二乙醇酰胺。
本发明还提供了一种锌合金镀前处理的活化溶液，每升所述活化溶液包括：40～50g的柠檬酸，10～15g的醋酸与5～8g的硼酸。
本发明还提供了一种锌合金的镀前处理工艺，包括以下步骤：
将锌合金进行除蜡；
将除蜡后的锌合金进行除油，每升所述除油的溶液包括15～20g的醋酸钠，20～30g的碳酸氢钠，15～20g的三聚磷酸钠，20～30g的无机乳化剂与2～5g的有机乳化剂；
将电解除油后的锌合金进行活化，每升所述活化的溶液包括40～50g的柠檬酸，10～15g的醋酸与5～8g的硼酸。
优选的，所述除蜡为超声波除蜡，所述除蜡采用环保型除蜡水对锌合金进行除蜡。
优选的，所述无机乳化剂为硅酸钠或硅酸钾。
优选的，所述有机乳化剂为阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂的混合物，所述阴离子表面活性子与非离子表面活性剂的质量比为（5～6）:1。
优选的，所述阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠或十二烷基硫酸钠；所述非离子表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、椰子油二乙醇酰胺或月桂酸二乙醇酰胺。
优选的，所述除油的温度为50～70℃，时间为1～2min，电流密度为3～4A/dm2。
优选的，所述活化的温度为20～30℃，时间为10～30s。
本发明提供了一种锌合金镀前处理的除油溶液、活化溶液以及镀前处理工艺。在锌合金镀前处理过程中，首先将锌合金表面进行除蜡，然后进行除油，在除油的过程中除油溶液中包括醋酸钠、碳酸氢钠、三聚磷酸钠、无机乳化剂与有机乳化剂；最后将锌合金压铸件进行了活化，活化溶液中包括柠檬酸、醋酸和硼酸，从而使锌合金处理后能够直接进行电镀；由于在镀前处理过程中选用的处理液均是中性的，并非强酸或强碱，因此环保性较好。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
本发明公开了一种锌合金镀前处理工艺，包括以下步骤：
将锌合金进行除蜡；
将除蜡后的锌合金进行除油，每升所述除油的溶液包括15～20g的醋酸钠，20～30g的碳酸氢钠，15～20g的三聚磷酸钠，20～30g的无机乳化剂与2～5g/L的有机乳化剂；
将电解除油后的锌合金进行活化，每升所述活化的溶液包括40～50g的柠檬酸，10～15g的醋酸与5～8g的硼酸。
为了使锌合金能够具有较好的电镀效果，需要对锌合金进行镀前处理，本发明优选对锌合金压铸件进行镀前处理。按照本发明，首先对锌合金压铸件进行了除蜡，所述除蜡优选为超声波除蜡，所述超声波的频率优选为40～50KHz，所述超声波功率为250～300W，所述除蜡的温度优选为70～80℃，时间为2～5min。为了使锌合金压铸件的镀前处理具有较高的环保型，所述除蜡的除蜡水优选为30～40g/L的环保型除蜡水ZY-382，所述环保型除蜡水优选由东莞市佐源电子化工有限公司提供。作为优选方案，所述锌合金压铸件超声波除蜡后，将超声波除蜡的锌合金压铸件在清水中冲洗两次。
锌合金压铸件超声波除蜡后则将锌合金压铸件进行除油操作，所述除油优选为电解除油，所述电解除油是在除油液中以零件为阳极或阴极，采用不锈钢板、镍板、镀镍板或钛板为第二电极，在直流电作用下将零件表面油污除去的过程。电解除油主要依靠电解作用强化除油效果，比化学除油更有效，速度更快，除油更彻底。所述电解除油的温度优选为50～70℃，电流密度优选为3～4A/dm2，时间优选为1～2min。所述电解除油的溶液优选以水为溶剂，每升电解除油溶液中包括15～20g醋酸钠，20～30g碳酸氢钠，15～20g三聚磷酸钠，20～30g无机乳化剂与2～5g有机乳化剂。每升所述除油溶液中所述醋酸钠优选为16～18g；所述碳酸氢钠优选为21～28g；所述三聚磷酸钠优选为16～19g；所述无机乳化剂优选为22～28g。所述无机乳化剂优选为硅酸钠或硅酸钾。所述有机乳化剂优选为质量比为（5～6）:1的阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂。所述阴离子表面活性剂优选为十二烷基苯磺酸钠或十二烷基硫酸钠。所述非离子表面活性剂优选为脂肪醇聚氧乙烯醚、椰子油二乙醇酰胺或月桂酸二乙醇酰胺。作为优选方案，除蜡后的锌合金压铸件在电解除油后，将电解除油后的锌合金压铸件在清水中冲洗两次。
锌合金压铸件经过除油后，表面仍有一层极薄的氧化膜和半附着的挂灰，若不去除将会影响电镀后的结合力。因此需要采用活化的方法去除氧化膜。本发明所述活化的溶液优选以水为溶剂，每升活化溶液中包括40～50g柠檬酸，10～15g醋酸与5～8g硼酸。每升活化溶液中所述柠檬酸优选为42～45g；所述醋酸优选为12～14g。所述活化的温度优选为室温，更优选为20～30℃。所述活化的时间优选为10～30s。作为优选方案，所述锌合金压铸进行活化后，将活化后的锌合金压铸件在清水中冲洗两次。
本发明还公开了一种锌合金镀前处理的除油溶液，所述除油溶液优选以水为溶剂，每升除油溶液中包括：15～20g醋酸钠，20～30g碳酸氢钠，15～20g三聚磷酸钠，20～30g无机乳化剂与2～5g有机乳化剂。所述有机乳化剂优选为阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂的混合物，所述阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂的质量比优选为（5～6）:1；所述阴离子表面活性剂优选为十二烷基苯环酸钠或十二烷基硫酸钠；所述非离子表面活性剂优选为脂肪醇聚氧乙烯醚、椰子油二乙醇酰胺或月桂酸二乙醇酰胺。所述无机乳化剂优选为硅酸钠或硅酸钾。每升除油溶液中所述醋酸钠优选为16～18g；所述碳酸氢钠优选为21～28g；所述三聚磷酸钠优选为16～19g；所述无机乳化剂优选为22～28g。
本发明还公开了一种锌合金镀前处理的活化溶液，所述活化溶液的溶剂优选为水，每升活化溶液中包括：40～50g柠檬酸，10～15g醋酸与5～8g硼酸。每升活化溶液中所述柠檬酸优选为42～45g；所述醋酸优选为12～14g。
本发明的锌合金压铸件的镀前处理工艺，依次进行了除蜡，除油与活化的操作，通过对上述操作中的溶液的选择，既能彻底去除镀件基体表面的蜡质、油污及氧化膜，活化基体，又避免了镀件的过腐蚀，并且溶液选择的都是近中性溶剂，从而使操作环境、污水排放等方面达到环保要求，且电镀过程中镀层表面起泡率极低。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的锌合金压铸件的镀前处理工艺进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
本发明实施例中的环保型除蜡水ZY-382由东莞市佐源电子化工有限公司提供，其与原料均由市场购得。
实施例1
将锌合金压铸件在30g/L的环保型除蜡水ZY-382中进行超声波除蜡，超声波的频率为40KHz，功率为250W，超声波除蜡的温度为60℃，时间为2min；锌合金压铸件除蜡后将其在清水中冲洗两次；
将16g醋酸钠，21g碳酸氢钠，15g三聚磷酸钠，20g硅酸钠与2.5g十二烷基硫酸钠与0.5g椰子油二乙醇酰胺溶于1L水中，混合均匀，得到除油溶液；将锌合金压铸件在上述除油溶液中进行电解除油，电解除油的电流密度为3A/dm2，温度为60℃，电解除油1min后在清水中冲洗两次；
将40g柠檬酸，10g醋酸与5g硼酸溶于1L水中，混合均匀后得到活化溶液，将锌合金压铸件上述活化溶液中进行酸活化，酸活化的温度为18℃，酸活化15s后在清水中冲洗两次，得到镀前锌合金。在锌合金表面进行电镀，气泡率为零。
实施例2
将锌合金压铸件在30g/L的环保型除蜡水ZY-382中进行超声波除蜡，超声波的频率为40KHz，功率为250W，超声波除蜡的温度为60℃，锌合金压铸件除蜡4min后将其在清水中冲洗两次；
将18g醋酸钠，25g碳酸氢钠，16g三聚磷酸钠，25g硅酸钠与2.5g十二烷基苯磺酸钠与0.5g脂肪醇聚氧乙烯醚溶于1L水中，混合均匀，得到除油溶液；将锌合金压铸件在上述除油溶液中进行电解除油，电解除油的电流密度为3A/dm2，温度为60℃，电解除油1min后在清水中冲洗两次；
将40g柠檬酸，10g醋酸与8g硼酸溶于1L水中，混合均匀后得到活化溶液，将锌合金压铸件上述活化溶液中进行酸活化，酸活化的温度为20℃，酸活化20s后在清水中冲洗两次，得到镀前锌合金。在锌合金表面进行电镀，气泡率为零。
实施例3
将锌合金压铸件在30g/L的环保型除蜡水ZY-382中进行超声波除蜡，超声波的频率为40KHz，功率为250W，超声波除蜡的温度为75℃，时间为5min；锌合金压铸件除蜡后将其在清水中冲洗两次；
将20g醋酸钠，30g碳酸氢钠，20g三聚磷酸钠，30g硅酸钠与4.2g十二烷基硫酸钠与0.7g月桂酸二乙醇酰胺溶于1L水中，混合均匀后得到除油溶液；将锌合金压铸件在上述除油溶液中进行电解除油，电解除油的电流密度为3A/dm2，温度为60℃，电解除油1min后在清水中冲洗两次；
将45g柠檬酸，12g醋酸与8g硼酸溶于1L水中，混合均匀后得到活化溶液，将锌合金压铸件上述活化溶液中进行酸活化，酸活化的温度为20℃，酸活化25s后在清水中冲洗两次，得到镀前锌合金。在锌合金表面进行电镀，气泡率为0.4%。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (8)
1.一种锌合金镀前处理的除油溶液，其特征在于，每升所述除油溶液包括：15～20g的醋酸钠，20～30g的碳酸氢钠，15～20g的三聚磷酸钠，20～30g的无机乳化剂与2～5g的有机乳化剂；所述无机乳化剂为硅酸钠或硅酸钾。
2.根据权利要求1所述的除油溶液，其特征在于，所述有机乳化剂为阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂的混合物，所述阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂的质量比为(5～6):1；所述阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠或十二烷基硫酸钠；所述非离子表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、椰子油二乙醇酰胺或月桂酸二乙醇酰胺。
3.一种锌合金的镀前处理工艺，包括以下步骤：
将锌合金进行除蜡；
将除蜡后的锌合金进行除油，每升所述除油的溶液包括15～20g的醋酸钠，20～30g的碳酸氢钠，15～20g的三聚磷酸钠，20～30g的无机乳化剂与2～5g的有机乳化剂，所述无机乳化剂为硅酸钠或硅酸钾；
将电解除油后的锌合金进行活化，每升所述活化的溶液包括40～50g的柠檬酸，10～15g的醋酸与5～8g的硼酸。
4.根据权利要求3所述的镀前处理工艺，其特征在于，所述除蜡为超声波除蜡，所述除蜡采用环保型除蜡水对锌合金进行除蜡。
5.根据权利要求3所述的镀前处理工艺，其特征在于，所述有机乳化剂为阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂的混合物，所述阴离子表面活性子与非离子表面活性剂的质量比为(5～6):1。
6.根据权利要求5所述的镀前处理工艺，其特征在于，所述阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠或十二烷基硫酸钠；所述非离子表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、椰子油二乙醇酰胺或月桂酸二乙醇酰胺。
7.根据权利要求3所述的镀前处理工艺，其特征在于，所述除油的温度为50～70℃，时间为1～2min，电流密度为3～4A/dm2。
8.根据权利要求3所述的镀前处理工艺，其特征在于，所述活化的温度为20～30℃，时间为10～30s。
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