一種鍍鎳鎂合金輪轂的雙打底電鍍聯(lián)合鍍液的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及電鍍領(lǐng)域，特別涉及一種鍍鎳鎂合金輪轂的雙打底電鍍聯(lián)合鍍液。
【背景技術(shù)】
[0002]鎂合金具備重量輕、比強(qiáng)度高、抗沖擊減震性等優(yōu)異性能，被認(rèn)為是汽車工業(yè)中極好的鋁合金替代品。鎂合金應(yīng)用于汽車工業(yè)，可以減輕汽車重量，是降低能耗和減少?gòu)U氣排放的一個(gè)有效途徑。輪轂是占整車重量較大的部件之一，利用鎂合金作為制造輪轂的材料，可以達(dá)到有效減輕車重的目的。目前，由鎂合金制造的輪轂已經(jīng)大量應(yīng)用在摩托車上。然而，鎂合金的化學(xué)性質(zhì)非常活潑，耐蝕性能差，在使用環(huán)境中易于發(fā)生點(diǎn)蝕和電偶腐蝕等破壞，對(duì)于摩托車的安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。因此，腐蝕防護(hù)是鎂合金在汽車領(lǐng)域應(yīng)用時(shí)最重要的問(wèn)題之一。
[0003]目前，在鎂合金摩托車輪轂上電鍍金屬組合鍍層，國(guó)際上相關(guān)的文獻(xiàn)和專利技術(shù)報(bào)道很少。美國(guó)材料實(shí)驗(yàn)協(xié)會(huì)制定的ASTM B480-88標(biāo)準(zhǔn)中，建議了兩種在鎂合金表面鍍覆金屬鍍層的方法，即氰化物預(yù)鍍銅工藝和直接化學(xué)鍍鎳工藝，其工藝流程分別為(1)機(jī)械打磨—除油—酸浸蝕—活化—浸鋅—氰化物預(yù)鍍銅—化學(xué)鍍鎳或電鍍；(2)機(jī)械打磨—除油—酸浸蝕—?dú)浞峄罨瘜W(xué)鍍鎳—鈍化封孔。鎂合金浸鋅后氰化物鍍銅的預(yù)鍍工藝還有Dow工藝、Norskhydro工藝和WCM工藝。為了避免氰化物的使用帶來(lái)的人體健康危害和環(huán)境污染，后來(lái)開(kāi)發(fā)了浸鋅后電鍍鋅或者焦磷酸鹽電鍍銅的預(yù)鍍工藝?，F(xiàn)有的鎂合金電鍍處理技術(shù)雖然可以在鎂合金表面成功地獲得金屬鍍層，但存在以下幾個(gè)方面的缺陷和不足:
[0004](1)鎂合金氰化物預(yù)鍍銅工藝使用了劇毒的氰化物，對(duì)人體健康危害大且污染環(huán)境。Dow工藝、Norskhydro工藝和WCM工藝不穩(wěn)定，操作窗口窄，施鍍后鍍件缺陷多。
[0005](2)鎂合金直接化學(xué)鍍鎳工藝使用了含六價(jià)鉻Cr(VI)和氫氟酸的前處理溶液，對(duì)人體健康危害大且污染環(huán)境;化學(xué)鍍鎳溶液是一個(gè)熱力學(xué)不穩(wěn)定體系，鍍液的使用壽命短，生產(chǎn)成本高。
[0006](3)鎂合金浸鋅后電鍍鋅工藝所獲得的鋅金屬層仍然是一種難鍍金屬，還需要經(jīng)過(guò)特別的預(yù)鍍處理后才能進(jìn)行常規(guī)電鍍，如鍍酸銅、亮鎳等。這使鎂合金電鍍處理的工藝流程變得繁瑣，生產(chǎn)成本提高。因此，電鍍鋅層一般作為鎂合金上最終鍍層，不再作其它組合鍍層的電鍍，其防腐蝕效果有限。
[0007](4)鎂合金浸鋅后在焦磷酸鹽溶液中直接電鍍銅，容易出現(xiàn)銅鍍層與鎂合金基底結(jié)合力不良。因?yàn)榻沽姿岣x子對(duì)銅離子的絡(luò)合能力差，鎂合金基底與金屬銅的電勢(shì)相差很大，在焦磷酸鹽溶液中電鍍銅時(shí)，基底鎂與銅離子發(fā)生劇烈的置換反應(yīng)，使得銅鍍層與基底的結(jié)合力下降。預(yù)鍍層的致密性不夠，在鍍酸銅時(shí)鍍件腐蝕。
[0008](5)已有文獻(xiàn)報(bào)道的鎂合金金屬鍍層鍍覆技術(shù)只是實(shí)驗(yàn)室結(jié)果，未見(jiàn)鎂合金產(chǎn)品的電鍍工業(yè)應(yīng)用；研究大都集中在鎂合金電鍍的前處理，沒(méi)有提出鎂合金組合電鍍技術(shù)的完整方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的之一在于提供一種鍍鎳鎂合金輪轂的雙打底電鍍聯(lián)合鍍液。
[0010]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0011 ] 一種鍍鎳鎂合金輪轂的雙打底電鍍聯(lián)合鍍液，該鍍液包括預(yù)鍍無(wú)氰銅的鍍液和焦磷酸鹽鍍銅的鍍液，兩種鍍液分配配制，并單獨(dú)存放，使用時(shí)聯(lián)合使用，先使用預(yù)鍍無(wú)氰銅的鍍液鍍覆，然后再使用焦磷酸鹽鍍銅的鍍液鍍覆，其中預(yù)鍍無(wú)氰銅的鍍液由下列組分組成:硫酸銅120-130g/L;乙二胺四亞甲基膦酸鈉160-180g/L，酒石酸鉀80-100g/L;2-巰基苯并噻唑0.3-0.5g/L;焦磷酸鹽鍍銅的鍍液由下列組分組成:焦磷酸銅100-120g/L ；焦磷酸鉀140-160g/L;濃度為25-30 %的氨水6_8mL/L;檸檬酸鉀8_12g/L，酒石酸鉀鈉15_25g/L;光亮劑0.2-0.3mL/L;其余為水。
[0012]采用本發(fā)明的聯(lián)合鍍液鍍覆之前需對(duì)鎂合金輪轂進(jìn)行鍍前處理:包括清理，酸洗，活化，并且需要進(jìn)行兩次沉鋅處理；
[0013]優(yōu)選，兩次打底鍍的工藝條件為:預(yù)鍍無(wú)氰銅打底處理，鍍液的pH為8.5-9.5;鍍液溫度為45-55°C ；電鍍時(shí)間為15-25min;陰極電流密度:1.2-1.4A/dm2;陽(yáng)極電流密度:0.6-
0.8A/dm2;采用氣體攪拌;焦磷酸鹽鍍銅打底處理，鍍液的pH為8.5-9.5;鍍液溫度為45-55°C ；電鍍時(shí)間為25-35min;陰極電流密度:1.2-1.4A/dm2;陽(yáng)極電流密度:0.7-0.9A/dm2，采用氣體攪拌；
[0014]在施鍍兩層打底鍍液后，在鎂合金輪轂表面按照常規(guī)工藝實(shí)施電鍍鎳處理。
[0015]本發(fā)明的主要改進(jìn)及有益效果如下:
[0016](1)對(duì)兩種打底鍍層的鍍液成分進(jìn)行了優(yōu)化調(diào)整，上述兩種鍍液組分為根據(jù)鍍覆需要而選擇的功能性組分，兩種鍍液中缺少其中任何一種組分將導(dǎo)致鍍覆效果劣化，而再添加其它組分將導(dǎo)致成本增高，且沒(méi)有明顯改善效果，甚至效果變差。在確定了的組分的基礎(chǔ)上，進(jìn)而確定了各組分的含量，試驗(yàn)證明，只有當(dāng)各組分的含量處于上述方案限定的范圍內(nèi)時(shí)，才能獲得附著力強(qiáng)、耐蝕性高、外觀美觀的鍍層，任何一種組分偏離上述范圍，均將導(dǎo)致鍍覆結(jié)果的劣化，因此，可以認(rèn)為上述方案限定的組分范圍內(nèi)各功能組分達(dá)到了協(xié)同作用效果。并且只有當(dāng)兩種鍍液聯(lián)合使用時(shí)，效果才更加顯著
[0017](2)預(yù)鍍無(wú)氰銅/焦磷酸鹽鍍銅雙層打底，打底鍍層致密性高，與鎂合金基底的結(jié)合力強(qiáng)，克服了現(xiàn)有技術(shù)的缺陷?？梢詾楹罄m(xù)鍍鉻提供良好的基底，使得鍍層與基體結(jié)合力高，抗剝落性能好，機(jī)械性能好。
[0018](3)良好打底層為后續(xù)鍍層的良好性能提供了良好的保障。采用本發(fā)明的雙層打底鍍層后，再采用常規(guī)鍍覆工藝鍍鎳層，可獲得表面硬度高的鍍層，可達(dá)HV900-1100，耐摩擦和劃痕。本發(fā)明方法制備的鍍鎳層耐腐性優(yōu)異，鹽霧試驗(yàn)大于260h表面未見(jiàn)變色?？蛇m用于輪轂在雨雪爽霧復(fù)雜工況下長(zhǎng)期使用。并且表面光潔度高，外觀光亮美觀，具有良好的裝飾性外觀。
[0019](4)采用本發(fā)明的無(wú)氰銅鍍液和焦磷酸鹽鍍銅處理鍍液處理鎂合金輪轂時(shí)，不含氰化物和強(qiáng)絡(luò)合劑，廢水處理簡(jiǎn)單，無(wú)毒無(wú)害，可獲得致密性高的鍍層;鍍液穩(wěn)定性高，使用壽命長(zhǎng)，節(jié)約了生產(chǎn)成本。
【具體實(shí)施方式】
[0020]實(shí)施例一
[0021 ] 一種鍍鎳鎂合金輪轂的雙打底電鍍聯(lián)合鍍液，該鍍液包括預(yù)鍍無(wú)氰銅的鍍液和焦磷酸鹽鍍銅的鍍液，兩種鍍液分配配制，并單獨(dú)存放，使用時(shí)聯(lián)合使用，先使用預(yù)鍍無(wú)氰銅的鍍液鍍覆，然后再使用焦磷酸鹽鍍銅的鍍液鍍覆，其中預(yù)鍍無(wú)氰銅的鍍液由下列組分組成:硫酸銅120g/L;乙二胺四亞甲基膦酸鈉180g/L，酒石酸鉀80g/L; 2-巰基苯并噻唑0.5g/L;焦磷酸鹽鍍銅的鍍液由下列組分組成:焦磷酸銅120g/L;焦磷酸鉀140g/L;濃度為25?30 %的氨水8mL/L;檸檬酸鉀12g/L，酒石酸鉀鈉25g/L;光亮劑0.2mL/L;其余為水。
[0022]實(shí)施例二
[0023]—種鍍鎳鎂合金輪轂的雙打底電鍍聯(lián)合鍍液，該鍍液包括預(yù)鍍無(wú)氰銅的鍍液和焦磷酸鹽鍍銅的鍍液，兩種鍍液分配配制，并單獨(dú)存放，使用時(shí)聯(lián)合使用，先使用預(yù)鍍無(wú)氰銅的鍍液鍍覆，然后再使用焦磷酸鹽鍍銅的鍍液鍍覆，其中預(yù)鍍無(wú)氰銅的鍍液由下列組分組成:硫酸銅130g/L;乙二胺四亞甲基膦酸鈉160g/L，酒石酸鉀100g/L; 2-巰基苯并噻唑0.3g/L;焦磷酸鹽鍍銅的鍍液由下列組分組成:焦磷酸銅100g/L;焦磷酸鉀160g/L;濃度為25?30 %的氨水6mL/L;檸檬酸鉀12g/L，酒石酸鉀鈉15g/L;光亮劑0.3mL/L;其余為水。
[0024]實(shí)施例三
[0025]—種鍍鎳鎂合金輪轂的雙打底電鍍聯(lián)合鍍液，該鍍液包括預(yù)鍍無(wú)氰銅的鍍液和焦磷酸鹽鍍銅的鍍液，兩種鍍液分配配制，并單獨(dú)存放，使用時(shí)聯(lián)合使用，先使用預(yù)鍍無(wú)氰銅的鍍液鍍覆，然后再使用焦磷酸鹽鍍銅的鍍液鍍覆，其中預(yù)鍍無(wú)氰銅的鍍液由下列組分組成:硫酸銅125g/L;乙二胺四亞甲基膦酸鈉170g/L，酒石酸鉀90g/L; 2-巰基苯并噻唑0.4g/L;焦磷酸鹽鍍銅的鍍液由下列組分組成:焦磷酸銅110g/L;焦磷酸鉀150g/L;濃度為25?30 %的氨水7mL/L;檸檬酸鉀10g/L，酒石酸鉀鈉20g/L;光亮劑0.25mL/L;其余為水。
[0026]申請(qǐng)人聲明，本發(fā)明通過(guò)上述實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程，但本發(fā)明并不局限于上述詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程才能實(shí)施。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明了，對(duì)本發(fā)明的任何改進(jìn)，對(duì)本發(fā)明產(chǎn)品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍和公開(kāi)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鍍鎳鎂合金輪轂的雙打底電鍍聯(lián)合鍍液，其特征在于，該鍍液包括預(yù)鍍無(wú)氰銅的鍍液和焦磷酸鹽鍍銅的鍍液，兩種鍍液分配配制，并單獨(dú)存放，使用時(shí)聯(lián)合使用，先使用預(yù)鍍無(wú)氰銅的鍍液鍍覆，然后再使用焦磷酸鹽鍍銅的鍍液鍍覆，其中預(yù)鍍無(wú)氰銅的鍍液由下列組分組成:硫酸銅120-130g/L;乙二胺四亞甲基膦酸鈉160-180g/L，酒石酸鉀80-100g/L;2-巰基苯并噻唑0.3-0.5g/L;焦磷酸鹽鍍銅的鍍液由下列組分組成:焦磷酸銅100-120g/L;焦磷酸鉀140-160g/L;濃度為25-30%的氨水6-8mL/L;檸檬酸鉀8-12g/L，酒石酸鉀鈉15-25g/L ；光亮劑0.2-0.3mL/L ；其余為水。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種鍍鎳鎂合金輪轂的雙打底電鍍聯(lián)合鍍液，該鍍液包括預(yù)鍍無(wú)氰銅的鍍液和焦磷酸鹽鍍銅的鍍液，兩種鍍液分配配制，并單獨(dú)存放，使用時(shí)聯(lián)合使用，先使用預(yù)鍍無(wú)氰銅的鍍液鍍覆，然后再使用焦磷酸鹽鍍銅的鍍液鍍覆，其中預(yù)鍍無(wú)氰銅的鍍液由下列組分組成：硫酸銅120-130g/L；乙二胺四亞甲基膦酸鈉160-180g/L，酒石酸鉀80-100g/L；2-巰基苯并噻唑0.3-0.5g/L；焦磷酸鹽鍍銅的鍍液由下列組分組成：焦磷酸銅100-120g/L；焦磷酸鉀140-160g/L；濃度為25-30％的氨水6-8mL/L；檸檬酸鉀8-12g/L，酒石酸鉀鈉15-25g/L；光亮劑0.2-0.3mL/L；其余為水。
【IPC分類】C25D3/38, C25D7/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105463545
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610001415
【發(fā)明人】張穎
【申請(qǐng)人】張穎
【公開(kāi)日】2016年4月6日
【申請(qǐng)日】2016年1月5日