CN1258763A - 碱性镀液电镀锌－镍合金工艺 - Google Patents

碱性镀液电镀锌－镍合金工艺 Download PDF

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胡文彬
丁文江
许爱忠
沈彬
王慧敏
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Abstract

一种碱性镀液电镀锌－镍合金工艺,通过研制的一种碱性镀液在相应的操作工艺条件可获得厚度、成分均匀,镀层含镍量在13%～18wt%的锌－镍合金镀层。中性盐雾试验表明镀层出现白锈、红锈的时间均大大高于常用的纯锌镀层。镀层在较高温度下(200℃左右)的耐蚀性更优于纯锌镀层。本发明镀液分散性好、无氢脆性,操作简便。本发明是适应于电镀形状复杂的零件,尤其适合于电镀要求耐疲劳如弹簧、紧固件和其它结构件或在较高温度下使用如汽车发动机零件等。

Description

碱性镀液电镀锌-镍合金工艺
本发明涉及一种碱性镀液电镀锌-镍合金工艺。属金属材料表面处理技术领域。
近年来，锌-镍合金镀层以其优异的耐蚀性能越来越受到人们的重视。锌-镍镀层的耐蚀性可达到纯锌镀层的3～10倍，几乎不存在氢脆，且焊接性能良好。该镀层可广泛应用于国防、汽车、海洋船舶、输电等耐蚀性要求高的工业领域。特别是随着汽车工业的发展，传统的纯锌镀层不能满足相当一部分汽车零部件耐蚀性的要求。因此，人们研究了二元锌合金电镀，如锌-铁、锌-镍、锌-钛、锌-钴、锌-锡和锌-磷等合金，从耐蚀性角度来看以锌-镍合金为佳。以前研究较多的是酸性镀液电镀锌-镍合金，但酸性镀液分散性差，不适于电镀形状复杂的零部件。为此应开发碱性镀液电镀锌-镍合金，但国内在这方面的研究开发还不多，如华南理工大学卢锦堂等人研究的以氨水为络合剂，二甲胺及乙二胺等为添加剂的碱性锌-镍合金电镀工艺(“电镀与环保”1996年7月，第16卷第4期)，可是因氨水易挥发，能适合工业化生产的碱性电镀锌-镍合金镀层技术还很少。国内很多实验室研究开发的碱性锌-镍合金电镀工艺包括美国美吉诺的成品镀液中主盐含量较低，对镀液维护与控制带来了很多的困难，如美国美吉诺的碱性电镀锌-镍合金镀液需要自动分析补充控制。
本发明的目的是提供一种成本低廉、维护方便、有利环保、镀层性能优越的碱性电镀锌-镍合金工艺，在相应的操作条件下，可获得厚度、成分和色泽均匀的银白色镀层，镀层含镍量在13％～18wt％，制备的产品(镀层约厚8μ m)经中性盐雾试验出现红锈时间高于1000h。
为达到上述目的，本发明的解决方案如下：
该电镀锌-镍合金的镀液成分和相应操作工艺参数为
氢氧化钠(NaOH)             50～180g/L
乙二胺(无水)(C2H8N2)   10～50mL/L
三乙醇胺(C4H11NO2)      0～90mL/L
主盐(Zn2++Ni2+)总量      10～50g/L
[Ni2+]/[Zn2++Ni2+]      0.10~0.25(温度高时比例相应提高)
电流密度                   1~4A/dm2，推荐值为2.5A/dm2
阳极                       不锈钢(1Cr18Ni9Ti)板，或纯锌板
使用温度                   10～40℃
搅拌方式                   阴极移动或连续过滤
主盐镍的补充可通过浓缩液进行，锌的补充通过浓缩液或控制锌阳极板浸入镀液的面积进行。
主盐为氧化锌(ZnO)和氯化镍(NiCl2·6H2O)，氯化镍的用量随镀液工
作温度相调整(温度升高氯化镍用量从18g/L调整到21g/L)。
乙二胺浓度稳定在25mL/L左右。化学药品至少为工业纯级，镀液配制用水应为工业纯水，配制镀液过程应进行搅拌，静置应不短于2小时。
  经过除油浸蚀活化后的零部件在镀液中电镀锌-镍合金，在阴极电流密度为2.5A/dm2时得到镀速约为20μm/hr，电镀方式为吊镀，电源为直流恒流源。电镀时应注意不能短路、断路，时间由所要求的镀层厚度而定。电镀时最好保证阴极移动或连续过滤，并定时分析镀液成分并补充主盐和氢氧化钠等。
本发明成分简单，主盐含量高，镀液维护补充方便，镀层性能优越，适合工业化生产。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
图1是本发明的镀液配制流程示意图。
具体的应用实例为：(1)按下列配方用蒸馏水配制好电镀液：
氢氧化钠(NaOH)          140g/L    乙二胺(无水)(C2H8N2)  25mL/L
三乙醇胺(C4H11NO2)  45mL/L    氧化锌(ZnO)               25g/L
氯化镍(NiCl2·6H2O)  18g/L
主盐(Zn2++Ni2+)总量   25g/L
[Ni2+]/[Zn2++Ni2+]   0.25(温度高时比例相应提高)配制镀液的步骤如下：
A用1/2的蒸馏水将氢氧化钠充分溶解后再加入定量ZnO，搅拌溶解后
备用；
B用1/3的蒸馏水将氯化镍充分溶解，再分别加入定量乙二胺和三乙
醇胺络合，静置2小时以上备用；
C将A，B所配溶液混合在一起，并加蒸馏水至所需容积后充分搅拌，
静置24小时。使用前将镀液过滤即可使用。(2)将准备好的碳钢基体零件按常规的前处理方式进行除油和浸蚀活化，然后按下列操作工艺条件电镀30分钟：阴极电流密度  2.5A/dm2阳极          不锈钢(1Cr18Ni9Ti)板(阳极、阴极面积比为10∶1)使用温度      25℃(3)经测试分析，所获得的镀层厚度为8～10微米，镍含量为15wt％左右；(4)经彩色钝化或黑色钝化后按ASTM B117标准进行中性盐雾试验，连续喷雾240小时无白锈，1000小时无红锈(基体腐蚀)。

Claims (1)

1.一种碱性镀液电镀锌-镍合金工艺，其特征在于：碱性镀液成分和相应的操作工艺参数如下：
氢氧化钠(NaOH)           50～180g/L
乙二胺(无水)(C2H8N2)  10～50mL/L
三乙醇胺(C4H11NO2)    0～90mL/L
主盐(Zn2++Ni2+)总量    10～50g/L
[Ni2+]/[Zn2++Ni2+]    0.10～0.25
阴极电流密度             1～4A/dm2
阳极                     不锈钢(1Cr18Ni9Ti)板，或纯锌板
使用温度                 10～40℃。
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