一種鋅鎳合金電鍍工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鋅鎳合金電鍍工藝，屬于電鍍技術(shù)領(lǐng)域。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003]電鍍是通過電化學(xué)方法在固體表面獲得金屬沉積層的過程。作為傳統(tǒng)的表面工程的重要手段，電鍍工藝技術(shù)長期用于為工件表面提供防止腐蝕的防護(hù)層和裝飾性的裝飾層；或?yàn)楦淖兓w材料的表面特性，以制取特定成份和性能的金屬或合金覆蓋層。由于航空航天與核材料工程產(chǎn)業(yè)和電子信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，電鍍工藝方法已被用于制備不同類型的新型復(fù)合材料，包括微粒彌散金屬復(fù)合材料、短纖維、長纖維纏繞、晶須增強(qiáng)型材料、層狀復(fù)合材料和光學(xué)復(fù)合材料；制備半導(dǎo)體材料元器件，包括薄膜型半導(dǎo)體元件、平面顯示器件、太陽能電池薄膜、大規(guī)模集成電路中的電阻、電容、光導(dǎo)、磁導(dǎo)與記憶元件、發(fā)光和熒光器件等。
[0004]隨著我國現(xiàn)代化建設(shè)的飛速發(fā)展，作為輕工業(yè)產(chǎn)業(yè)支柱之一的電鍍行業(yè)也呈現(xiàn)出日新月異的發(fā)展態(tài)勢，涌現(xiàn)出了許多新的電鍍工藝和鍍種，極大的豐富了人們?nèi)找嬖鲩L的生活和生產(chǎn)需要。但同時(shí)也帶來較大的污染問題。電鍍工藝和電鍍液產(chǎn)生的污染是電鍍行業(yè)污染的主要部分。
[0005]目前的電鍍種類很多，包括鍍鎳、鍍銅、鍍鋅等，還有一些合金電鍍，例如鋅鎳合金電鍍。作為陽極性保護(hù)鍍層，鋅鎳合金具有相同厚度下更好的耐蝕性，它還能為使用者提供單一鍍層所沒有的特性，如硬度、密度、潤滑性、耐熱性、機(jī)械加工性等，目前廣泛應(yīng)用于機(jī)械、電子、航空等領(lǐng)域。
[0006]目前鋅鎳合金電鍍主要是采用堿性電鍍工藝，存在外觀灰暗，無法直接在鑄鐵件上沉積，電流效率低等問題，而酸性鋅鎳合金電鍍工藝雖然沒有堿性工藝上述的缺陷，但是由于傳統(tǒng)控制便利性的影響，無法大規(guī)模應(yīng)用。
[0007]在目前的電鍍工藝中，電鍍之前需要對(duì)電鍍的基體進(jìn)行脫脂(除油)與浸蝕(除銹，也稱酸洗)前處理。傳統(tǒng)的除油(脫脂)工藝為堿性除油，溫度一般在80- 90。Co對(duì)于油污嚴(yán)重的工件，處理溫度更高，時(shí)間也延長到油污完全除凈為止。由于加溫，堿液散發(fā)出堿性氣體，不僅污染環(huán)境，而且危害人體健康。浸蝕(除銹)一般用濃度為35%左右的濃鹽酸，不經(jīng)過稀釋就直接倒入酸洗槽內(nèi)。濃鹽酸易散發(fā)酸霧，同脫脂散發(fā)的堿性氣體一樣，需增加抽排風(fēng)裝置。這樣的前處理工序不僅生產(chǎn)效率低，成本高，還會(huì)造成環(huán)境污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]發(fā)明目的:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種電鍍效果好、前處理效率高、環(huán)保的鋅鎳合金電鍍工藝。
[0009]技術(shù)方案:為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種鋅鎳合金電鍍工藝，包括如下步驟: (O除油除銹:將待電鍍的工件放入到滾桶中，滾桶中裝有1/2體積的除油除銹水浴，該除油除銹水浴中含有:促進(jìn)劑2.5-3.5g/L，擴(kuò)散劑1.5-2.5g/L、滲透劑2_3g/L、木肩4-5 g/L、螯合劑 1.2-1.6 g/L、69wt% 硝酸 20-30g/L、十二烷基硫酸鈉 2-3 g/L、氯化鈉 4-5g/L、松香粉2.5-3.5g/L，室溫下浸泡25-35min，然后60-100 r/min的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)下清洗30-60min，達(dá)到除油除銹的目的；
(2)超聲波清洗:經(jīng)過除油除銹后的工件在40°C的超聲波體積分?jǐn)?shù)為20-30%的乙醇水溶液中進(jìn)行超聲處理1-2 min，超聲波頻率為45Hz ;清洗結(jié)束后重新注入清水在同樣的超聲條件下清洗兩次，最后吹干即可；
(3)電鍍:使用電鍍液對(duì)經(jīng)過前處理的物品進(jìn)行電鍍處理，具體電鍍過程為:首先對(duì)需要電鍍的物品進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱5-10min，預(yù)熱溫度為35°C ;然后將預(yù)熱后的物品放入到電鍍液中進(jìn)行電鍍處理，電鍍過程中采用采用鋅陽極和鎳陽極兩種陽極，鎳陽極面積與鋅陽極面積的比例為1:6，電鍍時(shí)的電鍍溫度為35-40°C，電鍍的電流密度為50mA/cm2，鍍層的厚度大于1.8 μπι即可；電鍍過程中使用的電鍍液成分如下:氯化鋅20-25 g/L、氯化鎳30-35g/L、氯化鉀120-140 g/L、硼酸25-35 g/L、碳化硅微粒18-22 g/L、聚乙二醇1.5-2.5g/L、十八烷基二甲基芐基氯化銨2-3 g/L、十二烷基硫酸鈉0.15-0.25 g/L、硫代硫酸鈉0.15-0.25 g/L ;電鍍過程中向電鍍液中加入濃硫酸調(diào)節(jié)電鍍液的pH值為
4.8-5.2 ；
(4)除氫:對(duì)電鍍后的物品放入到豆油中在185-195°C下進(jìn)行除氫處理，然后自然冷卻后擦去浮油即可；
(5)憎水處理:對(duì)除氫處理后的物品的鍍層表面通過含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8-10%憎水劑的憎水溶液進(jìn)行憎水處理；
(6)水洗、吹干:將憎水處理后的物品用去離子水進(jìn)行清洗三遍然后吹干。
[0010]所述步驟I中所述的促進(jìn)劑為促進(jìn)劑NS，所述擴(kuò)散劑為擴(kuò)散劑DN，所述滲透劑為滲透劑JFC、所述螯合劑為相對(duì)分子質(zhì)量為50000-60000的聚丙烯酸鈉。
[0011]所述步驟3中采用的聚乙二醇為PEG1000或PEG20000 ;所述碳化硅微粒為粒徑為1-10 μ m的碳化硅微粒。
[0012]所述步驟5中采用的憎水劑為憎水劑BH-102。
[0013]有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下顯著性有益效果:
1、將除油、除銹兩步工序合二為一，節(jié)約了工序，減少了成本，提高了效率；增加了超聲波清洗工序，整體前處理效率高，并且環(huán)保無污染；電鍍過程中，電鍍液的pH值為5左右的弱酸性，選用了電流密度為50mA/cm2，并且電鍍液中加入了粒徑為1_10 μ m的碳化硅微粒，最終使得電鍍出的鍍層耐磨性大大增強(qiáng)，在摩擦轉(zhuǎn)速為15000r/min的情況下，縮減量小于 0.02 μ m ；
2、電鍍過程中，電鍍液中加入了十八烷基二甲基芐基氯化銨、聚乙二醇、十二烷基硫酸鈉等添加劑，電鍍過程中，陰極電極電位出現(xiàn)負(fù)移現(xiàn)象，沉積電位向負(fù)移動(dòng)了約100mV，提高了陰極表面的吸附性能和電鍍液的極化能力，使得電鍍過程中沉積效果好，使得最終的電鍍層的耐中性鹽霧提高在3.5%的氯化鈉溶液中耐腐蝕性能得到增強(qiáng)；出現(xiàn)白銹的時(shí)間>196h，出現(xiàn)紅銹的時(shí)間> 960h ；
3、本發(fā)明的電鍍工藝，在電鍍前對(duì)物品進(jìn)行了預(yù)熱處理，保證了后續(xù)的電鍍效果； 4、本發(fā)明的電鍍工藝，對(duì)電鍍后的物品采用了比較溫和的除氫和憎水處理，提高了鍍層的氣密性和耐腐蝕性。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做進(jìn)一步詳細(xì)、完整地說明。
[0015]實(shí)施例1
一種鋅鎳合金電鍍工藝，包括如下步驟:
(O除油除銹:將待電鍍的工件放入到滾桶中，滾桶中裝有1/2體積的除油除銹水浴，該除油除銹水浴中含有:促進(jìn)劑NS 2.5g/L，擴(kuò)散劑DN 1.5g/L、滲透劑JFC 2g/L、木肩4 g/L、聚丙烯酸鈉50000 1.2 g/L、69wt%硝酸20g/L、十二烷基硫酸鈉2 g/L、氯化鈉4 g/L、松香粉2.5g/L，室溫下浸泡25min，然后60 r/min的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)下清洗30min，達(dá)到除油除銹的目的；
(2)超聲波清洗:經(jīng)過除油除銹后的工件在40°C的超聲波體積分?jǐn)?shù)為20%的乙醇水溶液中進(jìn)行超聲處理1-2 min，超聲波頻率為45Hz ;清洗結(jié)束后重新注入清水在同樣的超聲條件下清洗兩次，最后吹干即可；
(3)電鍍:使用電鍍液對(duì)經(jīng)過前處理的物品進(jìn)行電鍍處理，具體電鍍過程為:首先對(duì)需要電鍍的物品進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱5-10min，預(yù)熱溫度為35°C ;然后將預(yù)熱后的物品放入到電鍍液中進(jìn)行電鍍處理，電鍍過程中采用采用鋅陽極和鎳陽極兩種陽極，鎳陽極面積與鋅陽極面積的比例為1:6，電鍍時(shí)的電鍍溫度為35°C，電鍍的電流密度為50mA/cm2，鍍層的厚度大于1.8 μπι即可；電鍍過程中使用的電鍍液成分如下:氯化鋅20 g/L、氯化鎳30g/L、氯化鉀120 g/L、硼酸25 8/1、粒徑為2口 m碳化硅微粒18 g/L、PEG1000 1.5g/L、十八烷基二甲基芐基氯化銨2 g/L、十二烷基硫酸鈉0.15 g/L、硫代硫酸鈉0.15g/L;電鍍過程中向電鍍液中加入濃硫酸調(diào)節(jié)電鍍液的PH值為5 ;
(4)除氫:對(duì)電鍍后的物