專利名稱：用于從硫酸鹽體系電沉積低鐵含量光亮鋅鐵合金的鍍液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于用電沉積法制備防護(hù)性合金鍍層的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
Zn-Fe合金鍍層是一種防護(hù)性合金鍍層，具有良好的耐腐蝕性能，可再加工性，可焊接性，強(qiáng)的漆膜附著能力和優(yōu)良的抗蠕變能力。因此，在工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用，尤其在歐美和日本等國家主要應(yīng)用于汽車、航空和電子等工業(yè)領(lǐng)域以減緩鹽堿和風(fēng)沙氣候?qū)饘俨考砻娴母g。通常按鐵含量的高低可分為高鐵Zn-Fe合金鍍層和低鐵Zn-Fe合金鍍層；高鐵合金易于進(jìn)行磷化處理，具有良好的可加工和漆膜附著能力，而低鐵含量Zn-Fe合金易于進(jìn)行鈍化處理，這樣合金鍍層的耐腐蝕能力可得到很大的提高而且裝飾性能也可以得到提高。對于低鐵含量的Zn-Fe合金按電鍍液的性質(zhì)大致可分為氰化物體系，無氰堿性體系和酸性氯化物體系。氰化物體系，由于毒性大對環(huán)境的污染嚴(yán)重，除用于比較重要部件的電鍍處理外，基本上已被淘汰。無氰堿性體系具有比較好的分散能力和深鍍能力，然而電流效率和沉積速度比較低而且對添加劑控制要求比較嚴(yán)格。酸性氯化物體系生產(chǎn)效率比較高，對光亮添加劑的控制比較簡單，可以承受大的電流密度故沉積速度快，但是分散能力和深鍍能力比較差。然而沒見到過專門從硫酸鹽體系電沉積低鐵含量Zn-Fe合金工藝的報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于從硫酸鹽體系電沉積低鐵含量光亮鋅鐵合金的鍍液。
本發(fā)明的目的是通過如下途徑實(shí)現(xiàn)的用于從硫酸鹽體系電沉積低鐵含量光亮鋅鐵合金的鍍液，它包括含Zn2+和Fe2+的硫酸鹽、光亮劑、緩沖劑檸檬酸和絡(luò)合劑檸檬酸鹽，上述的光亮劑是由主光亮劑、載體光亮劑和光亮劑助劑組成，其中主光亮劑為芐叉丙酮C6H4OCH3CHO，載體光亮劑為聚乙二醇辛基苯基醚R-C6H4O(C2H4)10H和無水乙醇CH3CH2OH，光亮劑助劑為苯甲酸鈉C6H5COONa和NN-二甲基苯胺C6H5N(CH3)2。
光亮劑中各成分與水的重量比為，芐叉丙酮C6H4OCH3CHO∶聚乙二醇辛基苯基醚R-C6H4O(C2H4)10H∶無水乙醇CH3CH2OH∶苯甲酸鈉C6H5COONa∶NN-二甲基苯胺C6H5N(CH3)2∶水等于0.5～3∶6.5～22∶3.5～8∶0.5～2.5∶0.3～2∶100。
本發(fā)明的配方簡單，鍍液穩(wěn)定且污染比較小，不僅保留了傳統(tǒng)硫酸鹽電鍍高電流效率和較高沉積速度的優(yōu)點(diǎn)，而且適當(dāng)改善鍍液的分散能力和深鍍能力。利用本發(fā)明所得到Zn-Fe合金鍍層與基體結(jié)合良好，沒有脫皮和起泡現(xiàn)象。其主要區(qū)別于傳統(tǒng)硫酸鹽鍍鋅和鋅鐵合金鍍層的是鍍層表面非常光亮致密、結(jié)晶細(xì)小，而且表面具有很高的擇優(yōu)取向，鍍層具有良好的耐腐蝕能力和易于進(jìn)行鈍化處理。本發(fā)明不僅保留了氯化物體系電沉積Zn-Fe合金工藝的特點(diǎn)，而且適當(dāng)?shù)母纳屏隋円旱纳铄兡芰头稚⒛芰?，提高了鍍液的穩(wěn)定性。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明主要由兩部分組成，添加劑的合成以及電鍍液的配制。
首先，合成光亮添加劑TF，將13g芐叉丙酮在加熱的條件下溶解在120g聚乙二醇辛基苯基醚R-C6H4O(C2H4)10H中，完全溶解后加入65g無水乙醇在30℃下保溫7個小時，以使主光亮劑在載體中完全溶解；然后將11g苯甲酸鈉溶解在100ml熱水中并加入16gNN-二甲基苯胺，使二者均勻的溶解；最后將上述兩種溶液混合，并加水至1升，即可的質(zhì)量百分含量為21％的光亮劑。主光亮劑芳環(huán)的一端接有醛基，同時也接有羰基，以增大其親水性；主光亮劑的主要作用是在陰極上形成一層吸附膜，這層吸附膜增大了金屬離子在陰極上發(fā)生還原沉積的阻力，從而提高了鍍層的光亮度和致密度。本發(fā)明的載體光亮劑主要為聚乙二醇辛基苯基醚，其親水性由醚鍵和羥基共同組成，主要靠醚鍵(-O-)來發(fā)揮親水性，且縮合度越大其親水性越好；無水乙醇用作輔助載體，其親水基團(tuán)是羥基。光亮劑助劑由苯甲酸鈉和NN-二甲基苯胺組成，其主要作用是加寬電流密度范圍，使主光亮劑在電極過程中分布更趨均勻，減少由鍍層內(nèi)應(yīng)力引起的鍍層脫皮和起泡，以確保鍍層的質(zhì)量。
其次，體積為1升的電鍍液配制。秤取100g硫酸鋅和10g檸檬酸用二分之一的體積熱水溶解；然后秤取6.5g硫酸亞鐵和20g檸檬酸鈉用三分之一體積的蒸餾水溶解，靜止4小時使檸檬酸根離子與亞鐵離子完全絡(luò)合后將上述兩種溶液混合均勻；在攪拌下緩慢加入16ml已配好的光亮添加劑，加入蒸餾水使溶液的體積達(dá)到規(guī)定的體積；最后，用稀檸檬酸溶液調(diào)整鍍液的PH值到2.5左右。靜止幾個小時便可在溫度為20℃和電流密度為3.5A/dm2的條件下進(jìn)行電鍍，便可得到鐵含量為0.65wt％左右質(zhì)量合格的鋅鐵合金鍍層。溫度對鍍層的質(zhì)量有一定的影響，當(dāng)溫度比較高達(dá)到40℃左右時，添加劑會有部分析出使鍍液變得渾濁，從而使鍍層的脆性變大、與基體的結(jié)合力減小；所以一般溫度控制在10℃～30℃范圍之內(nèi)，其中溫度在室溫時最好。電流密度對電流效率和鍍層的質(zhì)量有重要的影響，本發(fā)明的電流密度范圍比堿性和其它一些體系的電流密度范圍寬，可取在1.5～5.5A/dm2范圍之內(nèi)。鍍層中鐵含量的高低主要受鍍液中Zn2+與Fe2+之比的影響，當(dāng)控制電鍍液中Zn2+與Fe2+之比在12～20范圍之內(nèi)，可以保證能得到含鐵量在0.4～0.85wt％范圍之內(nèi)，表面光亮致密質(zhì)量合格的Zn-Fe合金鍍層。
權(quán)利要求
1.用于從硫酸鹽體系電沉積低鐵含量光亮鋅鐵合金的鍍液，它包括含Zn2+和Fe2+的硫酸鹽、光亮劑、緩沖劑檸檬酸和絡(luò)合劑檸檬酸鹽，其特征在于上述的光亮劑是由主光亮劑、載體光亮劑和光亮劑助劑組成，其中主光亮劑為芐叉丙酮C6H4OCH3CHO，載體光亮劑為聚乙二醇辛基苯基醚R-C6H4O(C2H4)10H和無水乙醇CH3CH2OH，光亮劑助劑為苯甲酸鈉C6H5COONa和NN-二甲基苯胺C6H5N(CH3)2。
2.按權(quán)利要求1所述的用于從硫酸鹽體系電沉積低鐵含量光亮鋅鐵合金的鍍液，其特征在于光亮劑中各成分與水的重量比為，芐叉丙酮C6H4OCH3CHO∶聚乙二醇辛基苯基醚R-C6H4O(C2H4)10H∶無水乙醇CH3CH2OH∶苯甲酸鈉C6H5COONa∶NN-二甲基苯胺C6H5N(CH3)2∶水等于0.5～3∶6.5～22∶3.5～8∶0.5～2.5∶0.3～2∶100。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于從硫酸鹽體系制備低鐵含量(<1wt%)光亮鋅鐵合金的鍍液,屬于電沉積防護(hù)性合金鍍層技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明配方中的光亮劑主要由芐叉丙酮,聚乙二醇辛基苯基醚,苯甲酸鈉,NN－二甲基苯胺和無水乙醇五種成分組成。鍍層中的鐵含量在0.3～0.85wt%之間,而且鋅鐵合金鍍層中鐵含量的高低可以通過調(diào)整鍍液中Zn
文檔編號C25D3/56GK1362541SQ01131628
公開日2002年8月7日 申請日期2001年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月20日
發(fā)明者周益春, 楊才千, 龍志林 申請人:周益春, 楊才千, 龍志林