專利名稱：堿性高速電鍍高耐蝕鋅鋁合金工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電鍍技術(shù)領(lǐng)域。
由于鋅鋁合金鍍層具有優(yōu)良的抗腐蝕性能，其鍍層銀白光亮，是鋼鐵制品理想的表面保護(hù)鍍層，故近年來鋼鐵制品熱鍍鋅鋁合金發(fā)展迅速。但是采用熱鍍工藝來獲得鋅鋁合金鍍層具有明顯的技術(shù)上的缺陷1、耗能耗鋅量大，合金熔池的溫度要高達(dá)650攝氏度以上，生產(chǎn)成本高；2、設(shè)備投資大，所需流動(dòng)資金多，投資回收期長(zhǎng)，風(fēng)險(xiǎn)較大；3、不能生產(chǎn)10um以下的薄鍍層，也不能實(shí)現(xiàn)抗蝕性更好的彩色鈍化；4需要高精度裝配的工件也不能應(yīng)用熱鍍工藝獲得鋅鋁合金鍍層。因此，熱鍍鋅鉛合金鍍層的應(yīng)用受到很大限制。
目前的電鍍鋅工藝有酸性鍍鋅和堿性鍍鋅兩類酸性鍍鋅如硫酸鹽鍍鋅和無氨氯化物鍍鋅等，其鍍層容易發(fā)黃、發(fā)黑，抗腐蝕性差，雖然也可彩色鈍化，但彩色鈍化膜外觀不美，附著力差，易剝落，降低了鍍層的防護(hù)能力，特別對(duì)薄鍍層工件的防護(hù)能力更不理想堿性鍍鋅又有氰化物鍍鋅和鋅酸鹽鍍鋅兩類。氰化物鍍鋅性能雖比酸性鍍鋅好，但氰化物有劇毒，對(duì)環(huán)境和對(duì)人體健康都有極大危害，現(xiàn)已被限產(chǎn)，將來會(huì)被逐步淘汰；鋅酸鹽鍍鍍鋅層性能雖不及氰化物鍍鋅層，但還是要比酸性鍍鋅層性能好，而且它消除了劇毒氰化物對(duì)環(huán)境和對(duì)人體健康的危害，故至今還是用得較普遍。鋅酸鹽鍍鋅的工藝流程是脫脂→水洗→除銹→中和→電鍍鋅→回收→水洗→鈍化→回收→干燥。但采用這種工藝鍍鋅仍有以下不足1、鍍鋅層外觀不如鋅鋁合金鍍層好，色澤微黃且容易變色發(fā)黃；2、鍍鋅層不能太厚，超過20um鍍層易發(fā)脆、起泡、脫皮、不能滿足高防護(hù)性工件的要求3、鋅酸鹽鍍鋅工藝的鍍鋅速度較慢(電鍍速度在1um／min以下不能實(shí)施高速和中速電鍍(電鍍速度為1-5um／min)，總之，酸性鍍鋅和堿性鍍鋅的鍍層外觀，附著力，抗腐蝕性能等都不及熱鍍鋅鋁合金鍍層。
本發(fā)明的目的旨在提供一種用堿性電鍍法實(shí)現(xiàn)高速電鍍高耐蝕鋅鋁合金鍍層的工藝，這種新工藝獲得的鋅鋁合金鍍層的質(zhì)量和性能遠(yuǎn)超過其它電鍍鋅工藝的鍍鋅層，達(dá)到了熱鍍工藝獲得的鋅鋁合金鍍層，而且又克服了熱鍍鋅鋁合金工藝耗能耗鋅大，不能實(shí)現(xiàn)彩色鈍化等不足。
本發(fā)明的技術(shù)方案是采用與鋅酸鹽鍍鋅相近的工藝流程，但采用新的鍍液配方及相關(guān)參數(shù)①電鍍鋅鋁合金的工藝流程包括脫脂、水洗、除銹、水洗、中和、電鍍鋅鋁合金、回收、水洗、鈍化、回收、水洗、干燥。
②電鍍鋅鋁合金的鍍液配比NaOH(氫氧化納)120-220g(克)／L(升)；，Zn2+(鋅離子)10-50g／L；AL(OH)3(氫氧化鋁)5-100g／L；添加劑DE3-15mL／L或用于堿性鍍鋅的其他添加劑3-15mL／L；添加劑SP5-10mL／L；③電鍍鋅鋁合金的鍍液溫度(10-60)℃④陰極電流密度DK0．2-30A(安培)／dm2(分米2)⑤鍍液與工件相對(duì)運(yùn)動(dòng)0-250mm(毫米)／S(秒)本發(fā)明兼有熱鍍鋅鋁合金工藝和堿性鍍鋅工藝的優(yōu)點(diǎn)又克服了兩者各自存在的不足。本發(fā)明所獲得的鋅鋁合金鍍層外觀呈鋁白銀亮色，結(jié)晶細(xì)致緊密，與基體結(jié)合牢固，抗色變、抗腐蝕性強(qiáng)；鍍液穩(wěn)定，成份簡(jiǎn)單，維護(hù)生產(chǎn)容易；鍍液溫度適應(yīng)寬，鍍液溫度范圍(10-60)℃，耗能耗鋅低，生產(chǎn)成本低，沒有劇毒物，對(duì)環(huán)境不造成危害，是鋼鐵材料及制品的理想表面防護(hù)鍍層。
本發(fā)明的顯著效果和優(yōu)點(diǎn)與有關(guān)鍍鋅工藝對(duì)比的情況如表1和表2所示。
實(shí)施例1對(duì)鋼帶、鐵絲等工件實(shí)施3-5um／min高速電鍍鋅鋁合金時(shí)鍍液配比及相關(guān)參數(shù)為NaOH160-210g／LZn2+30-38g／LAl(OH)335-60g／LDE或用于堿性鍍鋅的其他添加劑8-10mL／LSP添加劑7-10mL／L鍍液溫度30-50℃陰極電流密度DK(20±3)A／dm2鍍液與工件相對(duì)運(yùn)動(dòng)200-250mm／S實(shí)施例2對(duì)在大氣中常年外露，需有高耐蝕性能的高壓電器零部件等工件實(shí)施1-3um／min中速電鍍時(shí)鋅鋁合金電鍍液配比及相關(guān)參數(shù)為NaOH150-200g／LZn2+20-30g／LAl(OH)330-50g／LDE或用于堿性鍍鋅的其他添加劑5-8mL／LSP添加劑5-7mL／L鍍液溫度25-45℃陰極電流密度DK10-18A／dm2鍍液與工件相對(duì)運(yùn)動(dòng)100-200mm／S實(shí)施例3對(duì)精密配合的零部件等工件實(shí)施0．2-1um／min低速電鍍鋅合金鍍液配比及有關(guān)參數(shù)NaOH120-180g／LZnZ+10-20 g／LAl(OH)310-30 g／LDE或用于堿性鍍鋅的其他添加劑5-6umL／LSP添加劑5-6mL／L鍍液溫度20-40℃陰極電流密度DK1-10A／dm2鍍液與工件相對(duì)運(yùn)動(dòng)0-100mm／S實(shí)施例4在以上實(shí)施例1-3的電鍍鋅鋁合金工序，陰極面積S陰和陽極面積S陽之比為S陰∶S陽=1∶0．5-2，陽極中的鋅鋼面積調(diào)配比為S鋅∶S鋼=1∶0．2-0．5，鍍液循環(huán)流動(dòng)為0-250mm／s實(shí)施例5在以上實(shí)施例1-3的鈍化工序，采用的鈍化液用K2Cr2O7(重鉻酸鉀)、NH3(氨水)、CH2O(甲醛)、HNO3(硝酸)配制，其鈍化液的組分配比為K2Cr2O78-15g／L；Cr3+0．5-5g／L；HNO33-6g／L；鈍化液的酸堿度為PH=2-3，鈍化時(shí)間3-5秒。
表1
表2
權(quán)利要求
1.一種堿性高速電鍍高耐蝕鋅鋁合金工藝，其工藝流程包括脫脂、水洗、除銹、水洗、中和、電鍍鋅鋁合金、回收、水洗、鈍化、回收、水洗、干燥，其特征在于①電鍍鋅鋁合金的鍍液配比NaOH120-220g／LZn2+10-50 g／LAL(OH)35-100 g／L添加劑DE3-15 mL／L或其他堿性鍍鋅添加劑3-15mL／L添加劑SP3-15 mL／L②電鍍鋅鉛合金的鍍液溫度10-60℃③電鍍陰極電流密度DK0．5-30 A／dm2④鍍液與工件相對(duì)運(yùn)動(dòng)0-250 mm／S
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電鍍高耐蝕鋅鋁合金工藝，其特征在于在電鍍鋅鋁合金工序，其電鍍陰極面積S陰和陽極面積S陽之比為S陰∶S陽=1∶0．5-2，陽極中鋅鋼面積調(diào)配比為S鋅∶S鋼=1∶0．2-0．5，鍍液循環(huán)流動(dòng)為0-250 mm／S。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電鍍高耐蝕鋅鉛合金工藝，其特征在于在鈍化工序，采用的鈍化液用K2Cr2O7、NH3、CH2O、HNO3配制，其鈍化液的成份為K2Cr2O78-15g／L；Cr3+0．5-5g／L；HNO33-6g／L；鈍化液的酸堿度為PH=2-3，鈍化時(shí)間3-5S。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的電鍍高耐蝕鋅鉛合金工其特征在于3-5um／min高速電鍍鋅鋁合金的鍍液配比及其相關(guān)參數(shù)為NaOH160-210g／L，Zn2+30-38g／L，Al(OH)335-60g／L，DE或其他堿性鍍鋅添加劑8-10mL／L，SP添加劑7-10mL／L，鍍液溫度30-50℃，陰極電流密度DK(20±3)A／dm2，鍍液與工件相對(duì)運(yùn)動(dòng)200-250mm／S，
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的電鍍高耐蝕鋅鉛合金工藝其特征在于實(shí)施1-3um／min鍍鋅鉛合金的鍍液配比及其相關(guān)參數(shù)為NaOH150-200g／L，Zn2+20-30g／L，Al(OH)330-50g／L DE或其他堿性鍍鋅添加劑5-8mL／L，SP添加劑5-7mL／L，鍍液溫度25-45℃，陰極電流密度DK10-18A／dm2，鍍液與工件相對(duì)運(yùn)動(dòng)100-200mm／S。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的電鍍高耐蝕鋅鋁合金工藝，其特征在于實(shí)施0．2-1um／min低速電鍍鋅鉛合金的鍍液配比及其相關(guān)參數(shù)為NaOH120-180g／L，Zn2+10-20g／L，Al(OH)310-30g／L，DE或其他堿性鍍鋅添加劑5-6mL／L，SP添加劑5-6ml／L，鍍液溫度20-40℃，陰極電流密度DK1-10A／dm2，鍍液與工件相對(duì)運(yùn)動(dòng)0-100mm／S。
全文摘要
本發(fā)明是一種堿性高速電鍍高耐蝕鋅鋁合金工藝,工藝流程包括脫脂、除銹、中和、電鍍鋅鋁合金、回收、鈍化、回收、干燥等,其特點(diǎn)是用N
文檔編號(hào)C25D3/56GK1294207SQ9911561
公開日2001年5月9日 申請(qǐng)日期1999年10月28日 優(yōu)先權(quán)日1999年10月28日
發(fā)明者劉昆淮 申請(qǐng)人:劉昆淮