專利名稱：一種鋅合金表面的化學(xué)鍍銅溶液及其鍍銅工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋅合金表面處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鋅合金表面化學(xué)鍍銅。
背景技術(shù)：
鋅合金是一種國內(nèi)儲量豐富，并且價格比銅合金低的合金產(chǎn)品，具有熔點(diǎn)低、機(jī)械強(qiáng)度較高、延展性較好以及易于鑄造和切削加工的優(yōu)點(diǎn)。但是，鋅合金不耐腐蝕，在環(huán)境中表面易發(fā)生氧化影響美觀，并且隨腐蝕時間延長會影響其他性能。因此，鋅合金在應(yīng)用過程中需要進(jìn)行表面防護(hù)。一般，首先在鋅合金基材表面電鍍一層銅，然后在銅鍍層的基礎(chǔ)上， 通過染色、電鍍錫、鍍鎳等方法獲得既有美觀又有防護(hù)作用的鍍層。在實(shí)際應(yīng)用中，要求各種鍍層結(jié)合力強(qiáng)，鍍層均勻且具有一定厚度。由于傳統(tǒng)的底層鍍銅常采用含氰化物的配方工藝，工藝較復(fù)雜且對環(huán)境和生產(chǎn)帶來一定污染。傳統(tǒng)的化學(xué)鍍銅工藝，以甲醛等為還原劑，EDTA和酒石酸鉀鈉為單獨(dú)或混合絡(luò)合劑，因此對環(huán)境和人體都有重大危害。針對該問題，已開發(fā)了一些無甲醛化學(xué)鍍銅溶液， 但是，大多數(shù)常規(guī)無甲醛化學(xué)鍍銅溶液由于他們的高反應(yīng)性，具有較差的穩(wěn)定性，使用時很快就會分解。另外，已開發(fā)的化學(xué)鍍銅工藝，由于鍍銅溶液的PH值較低，易造成鋅合金腐蝕，不適合鋅合金底層鍍銅。因此，需要開發(fā)一種適合較活潑鋅合金材料的具有高穩(wěn)定性的無甲醛化學(xué)鍍銅溶液及其鍍銅工藝，能夠迅速、無污染、無腐蝕地進(jìn)行鋅合金底層化學(xué)鍍銅過程。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)目的在于提供一種鋅合金表面的化學(xué)鍍銅溶液，該化學(xué)鍍銅溶液中不含甲醛、乙醛等對環(huán)境和人體有重大危害的成分，并且具有較高的穩(wěn)定性，是一種用于鋅合金的環(huán)保、穩(wěn)定、實(shí)用的化學(xué)鍍銅溶液。本發(fā)明鋅合金表面的化學(xué)鍍銅溶液主要包括以下組分
五水合硫酸銅5 7g/L
絡(luò)合劑30 70g/L
氫氧化鈉90 120g/L
次亞磷酸鈉4 10g/L
2,2，-聯(lián)吡啶90 110mg/L
亞鐵氰化鉀10 20mg/L其中，絡(luò)合劑包括但不限于酒石酸鉀鈉和乙二胺四乙酸二鈉。本發(fā)明還提供的一種利用上述化學(xué)鍍銅溶液進(jìn)行鋅合金表面化學(xué)鍍銅的工藝，該工藝流程為(1)將鋅合金依次進(jìn)行超聲除油、熱水洗、冷水洗，然后進(jìn)行酸洗活化處理，之后水洗去除表面殘留的酸洗液；
(2)將本發(fā)明提供的鋅合金表面的化學(xué)鍍銅溶液的pH值進(jìn)行調(diào)節(jié)，使其PH值為 10. 5 13. 0 ；(3)將步驟⑴處理后的鋅合金放入步驟(2)得到的化學(xué)鍍銅溶液中浸泡3 6 分鐘，然后水洗烘干，即得到表面化學(xué)鍍銅完畢的鋅合金。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的鋅合金表面的化學(xué)鍍銅溶液不含甲醛、乙醛等對環(huán)境和人體有重大危害的成分，有效減小了環(huán)境污染，并且該化學(xué)鍍銅溶液成本低、具有較高的穩(wěn)定性，因此是一種用于鋅合金的環(huán)保、穩(wěn)定、實(shí)用的化學(xué)鍍銅溶液。另外，采用本發(fā)明提供的鋅合金表面的化學(xué)鍍銅工藝包括除油、活化、化學(xué)鍍等工序，工藝簡單，環(huán)保易于實(shí)現(xiàn)，克服了目前鋅合金化學(xué)鍍銅難于起鍍問題，是一種環(huán)保、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的化學(xué)鍍銅工藝，具有良好的應(yīng)用前景。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述，需要指出的是，以下所述實(shí)施例旨在便于對本發(fā)明的理解，而對其不起任何限定作用。實(shí)施例1 本實(shí)施例中，鋅合金樣品為鋅合金拉鏈。鋅合金拉鏈表面的化學(xué)鍍銅溶液主要包括以下組分
五水合硫酸銅5g/L
酒石酸鉀鈉40g/L
氫氧化鈉90g/L
次亞磷酸鈉4g/L
2，2，-聯(lián)吡啶100mg/L
亞鐵氰化鉀20mg/L使用上述化學(xué)鍍銅溶液對鋅合金拉鏈表面進(jìn)行化學(xué)鍍銅的具體工藝流程如下 (1)在工作槽內(nèi)將鋅合金拉鏈進(jìn)行超聲除油，除油液成分和工作條件如下
除油粉50 70g/L
水余量
溫度60 70°C
時間2分鐘(2)將步驟(1)超聲除油處理后的鋅合金拉鏈先用熱水洗，防止拉鏈表面殘留有除油液，再用冷水洗。(3)將步驟( 處理后的鋅合金拉鏈進(jìn)行酸洗活化，酸洗液成分和工作條件如下
濃硫酸IOOg
水加至IOOOmL
溫度室溫
時間10秒
酸洗活化處理后，水洗去除表面殘留的酸洗液。(4)采用硫酸或氫氧化鈉將上述鋅合金表面的化學(xué)鍍銅溶液的pH調(diào)節(jié)為12。(5)在溫度為40°C的條件下，將步驟(3)處理后的鋅合金拉鏈浸置于上述步驟⑷ 調(diào)節(jié)后的化學(xué)鍍銅溶液中浸泡3分鐘進(jìn)行表面鍍銅，然后水洗，烘干。經(jīng)上述化學(xué)鍍銅工藝得到的鋅合金拉鏈呈黃銅色外觀，表面鍍銅層與鋅合金拉鏈的結(jié)合力良好。實(shí)施例2 本實(shí)施例中，鋅合金樣品為鋅合金五金工具。鋅合金五金工具表面的化學(xué)鍍銅溶液主要包括以下組分
五水合硫酸銅7g/L
乙二胺四乙酸二鈉40g/L
氫氧化鈉110g/L
次亞磷酸鈉5g/L
2，2，-聯(lián)吡啶90mg/L
亞鐵氰化鉀15mg/L使用上述化學(xué)鍍銅溶液對鋅合金五金工具表面進(jìn)行化學(xué)鍍銅的具體工藝流程如下(1)在工作槽內(nèi)將鋅合金五金工具進(jìn)行超聲除油，除油液成分和工作條件與實(shí)施例1中除油液成分和工作條件相同。(2)將步驟(1)超聲除油處理后的鋅合金五金工具先用熱水洗，防止拉鏈表面殘留有除油液，再用冷水洗。(3)將步驟( 處理后的鋅合金五金工具進(jìn)行酸洗活化，酸洗液成分和工作條件與實(shí)施例1中相同，酸洗活化處理后，水洗去除表面殘留的酸洗液。(4)采用硫酸或氫氧化鈉將上述鋅合金表面的化學(xué)鍍銅溶液的pH調(diào)節(jié)為12。(5)在溫度為30°C的條件下，將步驟C3)處理后的鋅合金五金工具浸置于上述步驟(4)調(diào)節(jié)后的化學(xué)鍍銅溶液中浸泡6分鐘進(jìn)行表面鍍銅，然后水洗，烘干。經(jīng)上述化學(xué)鍍銅工藝得到的鋅合金五金工具呈黃銅色外觀，表面鍍銅層與鋅合金五金工具的結(jié)合力良好。實(shí)施例3 本實(shí)施例中，鋅合金樣品為鋅合金零件。鋅合金零件表面的化學(xué)鍍銅溶液主要包括以下組分五水合硫酸銅7g/L
酒石酸鉀鈉50g/L
乙二胺四乙酸二鈉20g/L
氫氧化鈉120g/L
次亞磷酸鈉10g/L
2，2，-聯(lián)吡啶110mg/L
亞鐵氰化鉀20mg/L使用上述化學(xué)鍍銅溶液對鋅合金零件表面進(jìn)行化學(xué)鍍銅的具體工藝流程如下(1)在工作槽內(nèi)將鋅合金零件進(jìn)行超聲除油，除油液成分和工作條件與實(shí)施例1 中除油液成分和工作條件相同。(2)將步驟(1)超聲除油處理后的鋅合金零件先用熱水洗，防止零件表面殘留有除油液，再用冷水洗。(3)將步驟( 處理后的鋅合金零件進(jìn)行酸洗活化，酸洗液成分和工作條件與實(shí)施例1中相同，酸洗活化處理后，水洗去除表面殘留的酸洗液。(4)采用硫酸或氫氧化鈉將上述鋅合金表面的化學(xué)鍍銅溶液的pH調(diào)節(jié)為13。(5)在溫度為50°C的條件下，將步驟C3)處理后的鋅合金五金零件浸置于上述步驟(4)調(diào)節(jié)后的化學(xué)鍍銅溶液中浸泡6分鐘進(jìn)行表面鍍銅，然后水洗，烘干。經(jīng)上述化學(xué)鍍銅工藝得到的鋅合金零件呈黃銅色外觀，表面鍍銅層與鋅合金零件的結(jié)合力良好。以上所述的實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了詳細(xì)說明，應(yīng)理解的是以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的原則范圍內(nèi)所做的任何修改和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種鋅合金表面的化學(xué)鍍銅溶液，其特征是包括以下組分五水合硫酸銅絡(luò)合劑`5 7g/L 30 70g/L 90 120g/L 4 10g/L氫氧化鈉次亞磷酸鈉 2，2’ -聯(lián)吡啶亞鐵氰化鉀`90 110mg/L 10 20mg/L
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)鍍銅溶液，其特征是所述的絡(luò)合劑為酒石酸鉀鈉、乙二胺四乙酸二鈉中的一種或者兩種。
3.利用權(quán)利要求1所述的化學(xué)鍍銅溶液進(jìn)行鋅合金表面化學(xué)鍍銅的工藝，其特征是 包括如下步驟(1)將鋅合金依次進(jìn)行超聲除油、熱水洗、冷水洗，然后進(jìn)行酸洗活化處理，之后水洗去除表面殘留的酸洗液；(2)將本發(fā)明提供的鋅合金表面的化學(xué)鍍銅溶液的PH值進(jìn)行調(diào)節(jié)，使其pH值為 10. 5 13. 0 ；(3)將步驟(1)處理后的鋅合金放入步驟( 得到的化學(xué)鍍銅溶液中浸泡3 6分鐘， 然后水洗烘干，即得到表面化學(xué)鍍銅完畢的鋅合金。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋅合金表面化學(xué)鍍銅的工藝，其特征是所述的絡(luò)合劑為酒石酸鉀鈉、乙二胺四乙酸二鈉中的一種或者兩種。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鋅合金表面的化學(xué)鍍銅溶液及其鍍銅工藝，屬于鋅合金表面非電鍍處理技術(shù)。該化學(xué)鍍銅溶液包括五水合硫酸銅5～7g/L、絡(luò)合劑30～70g/L、氫氧化鈉90～120g/L、次亞磷酸鈉4～10g/L、2，2’-聯(lián)吡啶90-110mg/L、亞鐵氰化鉀10～20mg/L，是一種不含甲醛、乙醛等對環(huán)境和人體有重大危害成分，并且穩(wěn)定性較高的環(huán)保、穩(wěn)定、實(shí)用的化學(xué)鍍銅溶液。另外，本發(fā)明提供的鋅合金表面的化學(xué)鍍銅工藝包括除油、活化、化學(xué)鍍等工序，工藝簡單，環(huán)保易于實(shí)現(xiàn)，克服了目前鋅合金化學(xué)鍍銅難于起鍍問題，是一種環(huán)保、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的化學(xué)鍍銅工藝，具有良好的應(yīng)用前景。
文檔編號C23C18/40GK102392236SQ201110348879
公開日2012年3月28日 申請日期2011年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月7日
發(fā)明者吳浩杰, 姜建軍, 宋振綸 申請人:中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所