一種鋅及鋅鐵合金電鍍光亮工藝制造技術

本發明專利技術涉及一種鋅及鋅鐵合金電鍍光亮工藝，可同時用作鋼鐵零件表面電鍍鋅及鋅鐵合金，屬金屬材料表面處理技術領域。按普通鋅或鋅鐵合金電鍍的前處理及后處理工藝，配制鋅或鋅鐵合金電鍍液，然后在鍍液中加入由芐叉丙酮、表面活性劑、高級脂肪醇與環氧乙烷的縮合物、乙醇與水混合而成的光亮劑，將前處理后的工件放入加有光亮劑的電鍍液中進行電鍍。本工藝可同時用于鋅和鋅鐵合金電鍍工藝、所得鍍層性能與鍍液性能不低于同類產品，還具有無需硼酸、工藝簡單、穩定、易操作、環境友好、安全、綜合成本低等優點。

【技術實現步驟摘要】
?一種鋅及鋅鐵合金電鍍光亮工藝
本專利技術涉及一種鋅及鋅鐵合金電鍍光亮工藝，可同時用作鋼鐵零件表面電鍍鋅及鋅鐵合金，屬金屬材料表面處理
技術背景腐蝕與防腐關系到經濟發展和人民生命安全，表面工程技術是解決機械零部件及材料腐蝕與防護最經濟有效的手段和方法。鍍鋅作為鋼鐵的防護性鍍層，得到了廣泛應用。為了滿足對零部件或材料性能更高要求，國內外都加大了對Zn-Fe、Zn-Ni、Sn-Zn、Zn-Co、Zn-Mn、Zn-Cr、Zn-Ti、Zn-Co-Cr、Zn-Co-Fe、Zn-Ni-P、Zn-Fe-P等鋅基合金鍍的研究與應用，其中鋅鐵合金因具有最好的性價比，已在汽車、建筑、電力等眾多行業普遍應用。國內外目前只有單一用于鋅或鋅鐵合金電鍍的光亮劑及光亮工藝，尚沒有能夠同時用于鋅和鋅鐵合金電鍍的光亮劑及光亮工藝，使該類光亮劑的應用受到了較大限制，也給鋅或鋅鐵合金電鍍工作帶來極大不便。如成都高新電鍍環保工程研究所開發的ZF系列添加劑，對于電鍍鋅鐵合金來說是非常好的光亮劑，但是卻不能用于鍍鋅工藝，因此在推廣及應用方面受到了較大限制。此外，現有鋅或鋅鐵合金電鍍光亮工藝還存在使用工藝復雜、穩定性不好、電鍍綜合成本偏高等缺點。比如，為了保持鍍液pH值的穩定，現有酸性鋅或鋅鐵合金電鍍工藝大都要添加硼酸，而硼酸的使用不僅增加了原料成本，而且硼酸在添加時需要用熱水溶解，給生產帶來不便，另外硼酸還容易與鍍液中的鋅離子形成白色沉淀，給生產帶來不利影響。
技術實現思路
本專利技術的目的是克服現有鋅鐵合金電鍍光亮工藝的不足，提供一種能夠同時用于鋅和鋅鐵合金電鍍、無需使用硼酸、工藝簡單穩定、綜合成本低的光亮工藝。本專利技術的技術方案是：按普通鋅或鋅鐵合金電鍍的前處理及后處理工藝，配制氯化物體-->系鋅或鋅鐵合金電鍍液，然后在鍍液中加入由芐叉丙酮、表面活性劑、高級脂肪醇與環氧乙烷的縮合物、乙醇與水混合組成的鋅及鋅鐵合金光亮劑，將工件除銹、除油、活化等前處理后，放入加有鋅及鋅鐵合金光亮劑的電鍍液中，保持鍍液pH值為3.5～6、電流密度為1～2A/dm2、溫度為15～35℃，電鍍20～40分鐘，然后將工件取出，進行鈍化處理，得到表面鍍有鋅或鋅鐵合金的工件。在鍍液中加入鋅及鋅鐵合金光亮劑的加入量為15～30mL/L。在鋅及鋅鐵合金光亮劑中，芐叉丙酮的濃度為10～30g/L，表面活性劑的濃度為70～130g/L，高級脂肪醇與環氧乙烷的縮合物的濃度為80～120g/L，其余為乙醇和水；非離子型表面活性劑可以是壬基酚聚氧乙烯醚、聚乙二醇、OP乳化劑中的任一種，離子型表面活性劑可以是十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉中的任一種，高級脂肪醇可以是十八天然脂肪醇、十六天然脂肪醇中的任一種；芐叉丙酮與乙醇的質量比為1∶10～1∶20，非離子型表面活性劑與離子型表面活性劑的質量比為3∶1～10∶1，高級脂肪醇與環氧乙烷的質量比為1∶10～1∶25。本專利技術的鋅及鋅鐵合金電鍍光亮劑，可以采用以下工藝制備：先按10～30g/L先稱量芐叉丙酮，倒入10～20倍質量的分析純或化學純無水乙醇中，攪拌至完全溶解后混合均勻，得到制備芐叉丙酮的無水乙醇溶液；再按80～120g/L的總量、1∶10～1∶25的質量比，稱量高級脂肪醇與環氧乙烷并將它們混合，以無水氯化鋁、無水氯化鋅或硫酸為縮合劑，在室溫下進行縮合反應，得到高級脂肪醇與環氧乙烷的縮合物；然后按70～130g/L的量稱量表面活性劑(以3∶1～10∶1的質量比配比非離子型表面活性劑與離子型表面活性劑)，與制備好的高級脂肪醇與環氧乙烷縮合物一起，倒入2～4倍質量的蒸餾水或去離子水中，加熱至80～90℃，攪拌至完全溶解后自然冷卻；將該冷卻后的溶液與芐叉丙酮的無水乙醇溶液混合均勻，最后用蒸餾水或去離子水定容至100％體積，得到鋅及鋅鐵合金電鍍光亮劑。本專利技術鍍鋅工藝的鍍液組成及操作條件可為：ZnCl2?60～120g/L、KCl?160～250g/L、鋅及鋅鐵合金光亮劑15～30mL/L、pH值4.5～6.0、陰極電流密度1～2A/dm2、溫度15～35℃。此條件下，電鍍電流效率可達到97～100％，沉積速率可達到20～30μm/h。本專利技術鋅鐵合金電鍍工藝的鍍液組成及操作條件可為：ZnCl2?60～120g/L、KCl?160～250g/L、FeSO4·7H2O?4～12g/L、抗壞血酸0.5～1.5g/L、鋅及鋅鐵合金光亮劑15～30mL/L、pH值3.5～5.5、-->陰極電流密度1～2A/dm2、溫度15～35℃。此條件下，電鍍電流效率可達到97～100％，沉積速率可達到20～30μm/h，應用該工藝可得到鐵含量為0.2～0.8％(質量百分比)的鋅鐵合金鍍層。本專利技術加入鍍液中的鋅及鋅鐵合金光亮劑的量，鋅及鋅鐵合金光亮劑中芐叉丙酮、表面活性劑、高級脂肪醇與環氧乙烷的縮合物的濃度，以及芐叉丙酮與乙醇的質量比、非離子型表面活性劑與離子型表面活性劑的質量比、高級脂肪醇與環氧乙烷的質量比，都可根據實際需要，在給定范圍內選定。本專利技術選擇可同時改善鋅與鋅合金鍍層光亮與平整性能的物質、進行優化組合作為光亮劑，并以適當工藝條件加入到鋅與鋅合金電鍍液中，通過芐叉丙酮使鍍層快速出光與整平，通過非離子型表面活性劑和離子型表面活性劑提高鍍液的分散能力與擴大光亮范圍(尤其是在低電流區起光亮作用)，通過高級脂肪醇與環氧乙烷縮合物和乙醇對芐叉丙酮進行乳化和增溶的作用，使得本工藝不僅能夠同時用于鋅和鋅鐵合金電鍍工藝、所得鍍層性能與鍍液性能不低于同類產品，而且無需使用硼酸、工藝簡單、穩定、易操作、環境友好、安全、綜合成本低。具體實施方式下面結合實施例對本專利技術的實質作進一步說明。實施例1：該鋅及鋅鐵合金電鍍光亮工藝用于對鋼板進行局部鍍鋅光亮。光亮工藝中電鍍前處理及后處理工藝與普通鋅及鋅鐵合金電鍍工藝一致。按普通鋅電鍍的前處理及后處理工藝，配制含ZnCl2?80g/L、KCl?200g/L的水溶液電鍍液，然后按20mL/L的量、在鍍液中加入含芐叉丙酮10g/L、乙醇150mL/L、非離子型表面活性劑聚乙二醇和離子型表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉總量為100g/L(非離子型表面活性劑聚乙二醇與離子型表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉的質量比為3∶1)、載高級脂肪醇十六天然脂肪醇與環氧乙烷的縮合物100g/L(高級脂肪醇十六天然脂肪醇與環氧乙烷的質量比為1∶20)的水溶液鋅及鋅鐵合金電鍍光亮劑，將鋼板除銹、除油、活化等前處理后，放入加有鋅及鋅鐵合金光亮劑的電鍍液中，保持鍍液pH值為5.5、電流密度為1.2A/dm2、室溫下電鍍25分鐘后取出，得到外觀均勻光亮的鋅鍍層，然后進行常規硅酸鹽藍白鈍化處理，經中性鹽霧試驗出白銹時間超過100小時。實施例2：該鋅及鋅鐵合金電鍍光亮工藝用于對空壓機上某鋼管零部件進行整體電鍍Zn-Fe合-->金，光亮工藝中電鍍前處理及后處理工藝與普通鋅及鋅鐵合金電鍍工藝一致。按普通鋅鐵合金電鍍的前處理及后處理工藝，配制含ZnCl2?100g/L、KCl?230g/L、FeSO4·7H2O10g/L、抗壞血酸1.2g/L的水溶液電鍍液，然后按15mL/L的量、在鍍液中加入含芐叉丙酮30g/L、本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種鋅及鋅鐵合金電鍍光亮工藝，將工件除銹、除油、活化等前處理后，放入鋅或鋅鐵合金電鍍液中進行電鍍，然后將工件取出，得到表面鍍有鋅或鋅鐵合金的工件，其特征是在鍍液中加入由芐叉丙酮、表面活性劑、高級脂肪醇與環氧乙烷的縮合物、乙醇與水混合組成的鋅及鋅鐵合金光亮劑。

【技術特征摘要】
1、一種鋅及鋅鐵合金電鍍光亮工藝，將工件除銹、除油、活化等前處理后，放入鋅或鋅鐵合金電鍍液中進行電鍍，然后將工件取出，得到表面鍍有鋅或鋅鐵合金的工件，其特征是在鍍液中加入由芐叉丙酮、表面活性劑、高級脂肪醇與環氧乙烷的縮合物、乙醇與水混合組成的鋅及鋅鐵合金光亮劑。2、根據權利要求1所述的鋅及鋅鐵合金電鍍光亮工藝，其特征是在鍍液中加入鋅及鋅鐵合金光亮劑的量為15～30mL/L。3、根據權利要求1或2所述的鋅及鋅鐵合金電鍍光亮工藝，其特征是所述的鋅及鋅鐵合金光亮劑中，芐叉丙酮的濃度為10～30g/L，表面活性劑的總濃度為70～130g/L，高級脂肪醇與環氧乙烷的縮合物的濃度為80～120g/L，其余為乙醇和水，芐叉丙酮與乙醇的質量比為1∶10～1∶20。4、根據權利要求1或2所述的鋅及鋅鐵合金電鍍光亮工藝，其特征是所述鋅及鋅鐵合金光亮劑中，高級脂肪醇與環氧乙烷的質量比為1∶10～1∶25，表面活性劑由非離子型表面活性劑與離子型表面活性劑組成，非離子型表面活性劑與離子型表面活性劑的質量比為3∶1～10∶1。5、根據權利要...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張英杰，范云鷹，董鵬，
申請(專利權)人：昆明理工大學，
類型：發明
國別省市：53[中國|云南]