一種具有優良防腐性能的多層鍍鎳工藝的製作方法

2023-09-16 23:07:25 1

專利名稱：一種具有優良防腐性能的多層鍍鎳工藝的製作方法
技術領域：
本發明屬於金屬表面處理中領域中的電鍍生產工藝，尤其是一種採用多層電鍍的工藝，使工件具有優良防腐性能的生產工藝過程。上述的生產工藝不但可以應用在金屬產品裝飾和防腐蝕中，同樣可以應用到塑膠產品中。
背景技術：
現在隨著技術的發展和社會的進步，現在對產品的外觀要求不斷的提高。電鍍工藝作為一種傳統的表面處理工藝，在眾多的領域中得到了廣泛的應用。現在使用的電鍍工藝主要有兩種作用，一種是以外觀裝飾為主要目的的裝飾性電鍍；另外是以防腐蝕為主的功能性電鍍；在一些行業中還要求同時零件要具有上述的兩種功能。例如在汽車和摩託車生產的行業中，由於產品的外形在對購買起到很大的促進作用，所以要求要有美觀的外形。另外由於產品的特點，上述的產品要長期的暴露在室外使用，加之我國地域廣大，南方和北方的氣候差異大，所以上述的產品要具有非常好的防腐蝕和裝飾性能。在現有的電鍍技術中，也有一些產品採用多層電鍍的工藝，但是使用其電鍍的效果，尤其是防腐蝕的能力有限。很難滿足在汽車和摩託車行業中，不斷提高的產品質量要求。

發明內容本發明的目的是提供具有良好的防腐蝕和外觀裝飾效果的一種新的電鍍工藝方法，具有生產成本地，使用方便，不需進行設備改動或者更新即可使用的新生產工藝。
為了達到上述的技術目的，本發明採用的技術解決方案包括以下技術內容一種具有優良防腐性能的多層鍍鎳工藝的工藝過程包括以下步驟A、首先在工件表面鍍制一層半光亮鎳的鍍層，其具體的工藝參數包括
成分 技術指標(下面所述的比例為每升溶劑中所含的溶質的重量)硫酸鎳NiSO4.6H2O 240-320g/L氯化鎳NiCl2.6H2O 35-45g/L硼酸H3BO335-50g/L光亮劑WZ-1121 3-7g/L光亮劑WZ-1122 0.3-1g/L調節劑WZ-112E(醛類化合物) 0.5-1.2g/L潤溼劑WZ-K2-4.2/L所述的溶劑為水PH值 3.8-4.5溫度 40-60℃陰極電流密度 3-10A/dm2陽極電流密度 1-5A/dm2B、其次在上述的半光亮鎳鍍層外鍍制高硫鎳，其具體的工藝參數為組成 技術指標(下面所述的比例為每升溶劑中所含的溶質的重量)硫酸鎳280-320g/L氯化鎳50-60g/L硼酸 35-40g/L高硫鎳WZ-HS 15-21g/L潤溼劑WZ-Y1-3.2g/L所述的溶劑為水PH值 2.0-3.0陰極電流密度 2-3A/dm2時間 2-3min溫度 42-48℃
C、上述的高硫鎳鍍層的外側鍍制光亮鎳，其具體的工藝參數為成份 技術指標(下面所述的比例為每升溶劑中所含的溶質的重量)硫酸鎳 230-340g/L氯化鎳 40-60g/L硼酸 35-50g/L柔軟劑WZ-111A8.5-14g/L主光劑WZ-111B0.5-0.9g/L潤溼劑WZ-K 1.5-3.5g/L所述的溶劑為水PH 3.8-4.5溫度 50-60℃陰極電流密度 1-12A/dm2D、上述的光亮鎳的外側進行鎳封電鍍，其具體的工藝參數為成分技術指標(下面所述的比例為每升溶劑中所含的溶質的重量)硫酸鎳NiSO4.6H2O 300-350g/L氯化鎳NiCl2.6H2O 50-70g/L硼酸H3BO340-50g/L光亮劑WZ-163M6-12g/L光亮劑WZ-103 4-7.5g/L載體WZ-ZT20-32g/L固體WZ-NF20-40g/L所述的溶劑為水陰極電流密度 3-5A/dm2溫度 52-57℃
攪拌方式 強烈空氣攪拌電鍍時間 0.5-3分鐘槽電壓 3-9VPH值 3.4-4.0陽極 電解鎳板陽極電流密度 1.5-2.0A/dm2E、後進行裝飾性鍍鉻工藝，其具體的工藝參數指標為組分 技術指標(下面所述的比例為每升溶劑中所含的溶質的重量)鉻酐 150-220g/LCR3000A(含氟有機物、有機酸)1-10g/L 18-45℃CR3000B(含氟有機物、有機酸)8-16g/L所述的溶劑為水比重 15-20°Be溫度 30-40℃電流密度 5-20A/dm2陽極 鉛/錫合金，93.7％陽極面積 最少為工件面積的2-3倍抽風 槽邊必須有高效的抽風裝置所述的工藝過程中採用的最佳工藝過程為A、先在工件表面鍍制一層半光亮鎳的鍍層，其具體的工藝參數包括成分 技術指標(下面所述的比例為每升溶劑中所含的溶質的重量)
硫酸鎳NiSO4.6H2O 280g/L氯化鎳NiCl2.6H2O 40g/L硼酸H3BO345g/L光亮劑WZ-1121 5-6g/L光亮劑WZ-1122 0.5-0.6g/L調節劑WZ-112E 0.8-0.95g/L潤溼劑WZ-K3-3.2g/L所述的溶劑為水PH值 4溫度 55℃陰極電流密度 4.5A/dm2陽極電流密度 2.2A/dm2B、其次在上述半光亮鎳鍍層外鍍制高硫鎳，其具體的工藝參數為組成 技術指標(下面所述的比例為每升溶劑中所含的溶質的重量)硫酸鎳300g/L氯化鎳55g/L硼酸 38g/L高硫鎳WZ-HS 18-19g/L潤溼劑WZ-Y2-2.1g/L所述的溶劑為水PH值 2.5陰極電流密度 2.5A/dm2溫度 45℃C、上述的高硫鎳鍍層的外側鍍制光亮鎳，其具體的工藝參數為成份 技術指標
(下面所述的比例為每升溶劑中所含的溶質的重量)硫酸鎳280g/L氯化鎳50g/L硼酸 45g/L柔軟劑WZ-111A 10-12g/L主光劑WZ-111B 0.7-0.8g/L潤溼劑WZ-K2-2.1g/L所述的溶劑為水PH4.2溫度 55℃陰極電流密度 4A/dm2D、上述的光亮鎳的外側進行鎳封電鍍，其具體的工藝參數為成分 技術指標(下面所述的比例為每升溶劑中所含的溶質的重量)硫酸鎳NiSO4.6H2O 300g/L氯化鎳NiCl2.6H2O 50g/L硼酸H3BO345g/L光亮劑WZ-163M 8-9.5g/L光亮劑WZ-103 5-5.5g/L載體WZ-ZT 25-27g/L固體WZ-NF130g/L所述的溶劑為水陰極電流密度 4A/dm2溫度 55℃攪拌方式 強烈空氣攪拌槽電壓5VPH值 3.8
陽極 電解鎳板陽極電流密度 2.0A/dm2E、最後進行裝飾性鍍鉻工藝，其具體的工藝參數指標為組分 技術指標(下面所述的比例為每升溶劑中所含的溶質的重量)鉻酐 200g/LCR3000A (含氟有機物、有機酸)1-10g/L20℃-40℃添加不同的用量使用的溫度條件不同。
CR3000B(含氟有機物、有機酸)8-16g/L所述的溶劑為水比重 18°Be溫度 35℃電流密度 12A/dm2陽極鉛/錫合金，93.7％陽極面積 最少為工件面積的2.5倍抽風 槽邊必須有高效的抽風裝置所述的CR3000A的組分為
所述的CR3000B的組分為
在所述的裝飾性鍍鉻工藝中使用CR3000A時與溫度之間的最佳配合條件為CR3000A溫度1-2.5g/L 18-25℃1.5-3.5g/L 25-32℃2-5g/L 32-40℃5-8g/L 40-60℃在所述的裝飾性鍍鉻工藝中使用CR3000A和CR3000B的最佳配合比例為CR3000A採用一份同比配合CR3000B五份。
所述的多層鍍鎳工藝中所鍍制的工件為金屬或者塑料。
通過採用上述的技術解決方案，本發明獲得了以下技術優點和效果首先，通過在電鍍的過程中採用採用多層鎳(半亮鎳、高硫鎳、亮鎳、鎳封)+套鉻工藝，增加鎳層之間的電位差，保護基體減緩腐蝕，大大增強了基體的抗蝕性。不導電顆粒的鎳封工藝時鉻層的腐蝕性儘量減小，在增強抗蝕性的同時，保證了良好的外觀。將上述的多個鍍層所具有的不同優點進行結合，使最終所形成的鍍層具有非常顯著防腐蝕效果和裝飾效果；在底層採用半光亮鎳鍍層，可以獲得極佳的整平能力和延展性，非香豆素型光劑，可用活性炭連續過濾，鍍液容易控制，長時間操作不會產生有害產物，鍍層不含硫，具有極高的防腐能力；其次採用高硫鎳電鍍工藝，利用金屬防腐學中的犧牲陽極理論，雖然所鍍制的鍍層只有1-2微米的鎳層，但是卻顯著提高了多層鎳體系的抗腐蝕性能；採用光亮鎳電鍍工藝，在上述的基礎上進一步提高鍍層整體的防腐蝕效果；採用在上述的鍍鎳層的外側鍍制一層鎳封，鎳封電鍍工藝，是在瓦特鎳的基礎上，添加初級光亮劑、次級光亮劑、載體和固體微粒而形成的。這些添加劑由於良好的協同作用使得WZ-NF工藝發揮其良好的效果，鎳封電鍍工藝的本質，就是利用彌散電鍍的原理，將無數不導電的固體微粒夾鍍到閃鍍層中使得套鉻後的表面形成無數微孔從而大大分散了鎳-鉻之間的腐蝕電流減緩鎳鍍層的腐蝕速度，提高了對基體金屬的防護能力；最後鍍制外層的鍍鉻層，進行外觀的裝飾和美化。在上述的多個工藝過程中，本發明通過採用不同的溶液濃度、添加劑的種類選擇以及溫度、PH值、電流密度等工藝參數的優化和選擇，不但提高了生產的效率和產品的質量，同時使生產的成本顯著的降低。下面是本發明採用本發明生產工藝產品和原有產品的技術指標對比按照上述工藝的最佳條件，對鋼鐵件進行多層鎳+鉻電鍍，根據GB/T10125-1997人造氣氛腐蝕試樣鹽霧試驗的銅加速乙酸鹽霧CASS試驗24小時GB/T6461-2002金屬基體上金屬和其他無機覆蓋層經腐蝕試驗後的試樣和試件的評級進行評級，可達到保護9級以上(塑料件可達到保護10級)，而使用單層、雙層或三層鍍鎳工藝均達不到此抗腐蝕要求。
具體實施方式現面對本發明中所採用的工藝方法進行詳細的說明首先進行的是半光亮鎳的鍍制工藝。該鍍層具有極佳的整平能力和延展性；非香豆素型光劑，可用活性炭連續過濾；鍍液容易控制，長時間操作不會產生有害產物；鍍層不含硫，具有極高的防腐能力。
具體使用的鍍液組成和作業條件如下
上述的各成分在鍍制工藝過程中的作用是1.硫酸鎳和氯化鎳硫酸鎳和氯化鎳是鍍液中的Ni2+的重要來源，它的含量是由陽極迅速溶解來維持的。氯化鎳的濃度應維持在35-45g/L的標準範圍內。氯化鎳的含量高低對於陽極腐蝕速度的快慢、鍍液導電性的大小、可採用陰極電流密度的大小都是極其重要的。氯化鎳的濃度過高，對鍍層的脆性、光亮性和整平性都有不利的影響。
2.硼酸對於維護鍍層的亮度、鍍層的延展性都具有極其重要的作用。
3.光亮劑WZ-1121調整WZ-1121在適宜的濃度，對鍍層的延展性、整平性很有好處，與WZ-1122相配合有助於產生均勻的半光亮鎳鍍層。其具體成分為(WZ-1121)
4.光亮劑WZ-1122主要作用是整平，在已定的電鍍設備中，鍍層的整平性主要依賴於WZ-1122的添加量，添加WZ-1122的方法也很重要，如過量添加時會引起鍍層的延展性，整平性降低。其具體成分為(WZ-1122)
5.調節劑WZ-112E用於提高半亮鎳與光亮鎳之間的電位差。其具體成分為(112E)
6.潤溼劑WZ-K能降低溶液的表面張力，防止針孔的出現。其具體成分為(WZ-K)
在進行上述的各操作條件時，需要考慮以下內容1.溫度為使鍍液整平性好，延展性高，在整個較寬的電流密度範圍內保持鍍層均勻。溫度過低，限制了電流密度範圍，鍍層發灰；溫度過高雖能提高鍍層亮度，但會降低鍍層延展性和整平性。
2.空氣攪拌為獲得良好的電鍍結果，需要好的攪拌，攪拌用氣體由低吹風機提供，並應無油和固體灰塵，空氣攪拌要均勻，管道必須固定牢靠，並使工作溶液翻動狀況均勻。
3.PH值最佳的PH值應在3.8-4.5之間。過高會使鍍層的亮度降低，延展性下降；過低時，整平有損失，鍍層灰暗。
第二步就是進行高硫鎳的鍍制工藝，WZ-HS高硫鎳電鍍工藝的原理源於金屬防腐學中的犧牲陽極理論，即在半亮鎳與光亮鎳鍍層之間閃鍍一層薄(1-2微米)且含硫很高(0.15-0.3％)的鎳層，從而在多層鎳的體系中形成一個自然電位差極半光亮鎳＞光亮鎳＞高硫鎳。當腐蝕電流通過光亮鎳層，抵達高硫鎳層時，由於高硫鎳的電位最負，因此腐蝕首先在高硫鎳層橫向進行，減少了光亮鎳層的腐蝕點，既便以後腐蝕漸漸進入光亮鎳層，由於高硫鎳與半光亮鎳之間的電位差比半光亮鎳與光亮鎳之間的電位差更大，因而腐蝕不容易穿越半光亮鎳鍍層到達基體。根據上述原理，高硫鎳鍍層雖薄，卻顯著提高了多層鎳體系的抗腐蝕性能。
WZ-HS工藝採用獨特的添加劑，使鍍層的含硫量較高(大於0.15％)且均勻恆定，對於大多數金屬雜質不敏感，尤其是鋅和鐵。其工藝的控制及維護十分簡單。
在這個工藝過程中所使用的溶液成分劑操作條件的具體內容如下
下在電鍍過程中需要注意到一下問題的問題1.鍍層的含硫量是添加劑WZ-HS的濃度及溶液PH值來控制。因此為確保鍍層總含硫量的穩定，必須有規律、周期性補充WZ-HS添加劑。
2.當電流密度為1-3A/dm2時鍍層硫含量變化不大，若繼續升高電流密度，鍍層的含硫量則會降低。
接下來進行的是光亮鎳的鍍制工藝其鍍液組成和作業條件如下
下面說明一下各成分1、添加劑WZ-111A是本工藝中的初級光亮劑。它的作用是輔助WZ-111B在非常寬闊的電流密度範圍內得到光亮、平整的鍍層，防止高電流密度區燒焦或生瘤並使鍍層具有良好的延展性。其具體成分為
2、添加劑WZ-111B為本工藝的次級光亮劑，也是主光亮劑。一般情況下，鍍層出現光亮度差、整平能力低以及表面模糊不清的缺陷，均是由於鍍液中WZ-111B的含量不足所致。WZ-111B系多種化合物組成，它包括炔屬醇雙乙氧基化合物、炔屬醇單乙氧基化合物、炔胺類化合物以及部分氮雜環化合物等。它的基本特徵是既保持優良的出光整平能力，又比任何單一種類的光亮劑更具優良的韌性或延展性，並能保障低電流密度區也具有良好的覆蓋能力和整平能力。其具體成分為111B
3、潤溼劑WZ-K及WZ-Y本工藝可使用兩種潤溼劑，WZ-K用於空氣攪拌的鍍液，WZ-Y用於陰極移動的鍍液，前者屬於低泡型表面活性劑，後者屬於高泡型表面活性劑。WZ-K(Y)在鍍液中的有效濃度為1-3mL/L。濃度過低，溶液的表面張力過大，起不到消除針孔或麻點的作用；如果使用濃度過高，也會造成低電流區發暗，同時濃度過高會造成泡沫太多，從而影響正常作業。其具體成分為WZ-K
在進行上述的各操作條件時，需要考慮以下內容1.溫度為了達到良好的電鍍效果，希望把鍍液溫度維持在55-60℃範圍內。在此溫度範圍內可允許採用較高的電流密度。
2.PH值鍍液的整平性最好的PH值是在工作範圍的上限，但PH值過高會因電極反應過鹼而析出氫氧化物，造成麻點或粗糙。降低PH值用6-10％的稀硫酸，升高PH值最好用布袋裝入碳酸鎳來進行。
接下來進行的是WZ-NF鎳封電鍍工藝鎳-鉻層之間的腐蝕行為歷來為電鍍工作者所關注。從本世紀五十年代發展起來的多層鎳套鉻工藝，就是基於這種腐蝕行為的研究而發展出來的。
鉻表面很容易形成一層薄薄的鈍化態的氧化鉻膜，使得鉻層能夠耐受大部分大氣腐蝕的條件。早期人們嘗試無裂紋鍍鉻的方法，由於工藝條件太苛刻，並要求鉻層太厚，且無法滿足二次加工的需要，所以這項研究在抗蝕鍍鉻行業中並未得到大量推廣和應用。
由於鍍鉻層不可能沒有不均勻的非連續點，因此工業大氣中的酸雨和沿海潮溼空氣中的鹽份，很容易在鉻層的裂縫或小孔處於鎳層構成非常小的活潑的腐蝕電池。在這種電池中，鉻層為陰極，鎳層為陽極。我們假設在一個單位面積S上，只存在一條裂紋或一個小孔，由於陰極上的電流I會全部集中在陽極的這一點，則該點的電流密度為i＝I/s。如果在上述表面S上，增大鉻層的微孔數，即增大了比表面，也就是當該處的微孔數為n時，則腐蝕電流密度為in＝I/Sn(n.＞1)。可見，當腐蝕電流不變時，表面積越小，電流密度就越大，腐蝕穿透鎳層達到基體的速率就越快；反之，表面有無數微孔，即鎳的暴露面無限增大，則作為陽極的鎳層被腐蝕穿透的速率就越低。舉一個例子，當鎳槽中只掛一個鈦籃，而鈦籃中只放入一個面積為100dm2的鎳板，當500A的電流流經陽極時，鎳板很快就溶盡了；若在相同的鈦籃中填滿小鎳冠，使比表面達到1000dm2，仍然使用500A的電流，此時我們會發現，陽極溶解的速率大大降低了。這個道理和我們所講的增加鉻層表面的微孔數從而減緩腐蝕速度，其概念是相同的。
WZ-NF鎳封電鍍工藝的本質，就是利用彌散電鍍的原理，將無數不導電的固體微粒夾鍍到閃鍍層中使得套鉻後的表面形成無數微孔從而大大分散了鎳-鉻之間的腐蝕電流減緩鎳鍍層的腐蝕速度，提高了對基體金屬的防護能力。
WZ-NF鎳封電鍍工藝，是在瓦特鎳的基礎上，添加初級光亮劑、次級光亮劑、載體和固體微粒而形成的。這些添加劑由於良好的協同作用使得WZ-NF工藝發揮其良好的效果。其主要的特點為*微孔數高。電鍍1分鐘，平均微孔數可達40000-60000孔/cm2；*鍍層不易倒光。由於採用特殊的載體和光亮劑，即使固體濃度達到40g/L，電鍍3分鐘鍍層也不會倒光；*與WZ系列光亮鎳配合使用，工序之間無須增設中間水洗；*分散能力強。對於形狀複雜的工件，無論是高電流區還是低電流區均可獲得連續而均勻分布的微孔型鍍層；*鍍層中的有機硫含量低，所以比普通光亮鎳易於套鉻；*鍍層應力小，可用於塑料製品套鉻，完全可以通過熱循環實驗。
下面說明一下各添加劑的主要作用1.WZ-163M其化學成分為
WZ-163M為該工藝中的初級光亮劑，其作用是增加鍍液的分散能力和鍍層的韌性，並能防止高電流區粗糙和保持鍍層有較寬的光亮範圍。
2.WZ-103
WZ-103為該工藝中的次級光亮劑，它是由乙氧基炔類化合物、氮雜環化合物、炔胺類化合物以及炔丙基磺酸鹽等構成。其本身就是一種出光速度快、整平能力強的鍍鎳光亮劑，與WZ-163M相配合，使鎳封鍍層不易倒光。
3.WZ-NF其化學成分為以下兩種NF-1
NF-2
WZ-NF是該工藝中的固體組分，它是形成微孔鉻的主要材料，其濃度對於鉻層中的微孔數有很大影響。在本工藝中，當WZ-NF的濃度為20-40g/L時，鍍層的微孔數為30000-50000孔/cm2。當WZ-NF的濃度一定時，鍍層上的微孔數也受到其他操作條件的控制，例如PH的高低、電流密度的大小、電鍍時間的長短，均對微孔的多少也即WZ-NF在陰極上的析出量有直接的影響。
4.WZ-ZT其成分為
WZ-ZT是本工藝中對固體微粒在陰極上的沉積起關鍵作用的組分。它的主要成分為一種分子量較大的雙苯胺化合物。這種雙苯胺化合物由於含有羧酸基團，因而具有陽離子表面活性劑的作用。它本質上相當於一個載體，使原本中性的固體顆粒帶上正電荷而更好地在陰極上沉積。WZ-ZT不屬於任何類型的光亮劑，但它對於鍍層的延展性是同樣有效的。WZ-ZT在鍍液中的濃度範圍很寬，即使多加兩倍以上也不會出現不良影響。但濃度過低會影響與鉻層的結合力。
其具體的工藝參數為(一)工藝規範成分 操作範圍硫酸鎳NiSO4.6H2O 300-350g/L氯化鎳NiCl2.6H2O 50-70g/L硼酸H3BO340-50g/L光亮劑WZ-163M6-12g/L光亮劑WZ-103 4-7.3g/L載體WZ-ZT20-32g/L固體WZ-NF1 20-40g/L陰極電流密度 3-5A/dm2溫度 52-57℃攪拌方式 強烈空氣攪拌電鍍時間 0.5-3分鐘槽電壓 3-9VPH值 3.4-4.0陽極 電解鎳板陽極電流密度 1.5-2.0A/dm2最後時在進行鎳封溶液作業中的注意事項1.PH值鎳封溶液應嚴格保持PH值在3.4-4.0之間。PH過高，除了導電性下降、陽極溶解不均勻外，還會使某些鹼性金屬的鹽類在高PH值的情況下形成較大的親水性的顆粒而吸附在陰極表面。另外，由於這些顆粒是膠狀的，會影響固體顆粒WZ-NF的良好分布。這兩種結果都會造成鎳封鍍層的花斑以及與鉻層的結合力不亮，但PH值過低，會導致鎳封層光亮度不夠。
2.空氣攪拌鎳封溶液的攪拌，採用低壓無油風機強烈空氣攪拌，以保證溶液中的固體顆粒(WZ-NF)充分接觸工件的各個部位。鎳封溶液在終止操作時，溶液溫度應保持在35℃以上，並以少量空氣鼓動溶液，以防止沉降的固體堵塞空氣攪拌的小孔。此外，為了防止其它固體顆粒和油汙進入鍍液，要求將風機的進風口用金屬網加紗布包紮。
3.鉻層厚度鎳封層的鉻層厚度最好為0.25-0.5微米，鉻層厚度太薄，即低於0.25微米，則鉻層達不到其應具備的物理性能；若鉻層太厚，大於0.5微米，則會導致部分鎳封威力被「覆蓋」而影響微孔的非連續性，從而降低微孔鉻的抗腐蝕性能。
最後一步是進行最外層的鍍鉻工藝構過程，其所使用的溶液組成如下
下面是CR3000A在不同濃度下所使用的最佳溫度CR3000A 溫度1-2.5g/L 18-25℃1.5-3.5g/L 25-32℃2-5g/L 32-40℃5-8g/L 40-60℃CR3000B 8-16g/L需要注意的是在裝飾性鍍鉻工藝中使用CR3000A和CR3000B的最佳配合比例為CR3000A採用一份同比配合CR3000B五份。在滿足上述的條件的前提下CR3000A和CR3000B使用相同的條件進行配置，例如重量比、濃度比都可以。
工藝簡述本工藝為六價鉻的裝飾性電鍍工藝，特別適用於處理形狀複雜的工件，例如汽車、摩託車中的各種黃銅、鐵及鋅壓鑄的工件，以及各種塑料零件。
本工藝具有極其出色的分散能力，特別是在25-35℃的溫度範圍內。由於操作的電流密度範圍很寬，對於各種面積較大、形狀複雜的工件，均可以在較低的電流密度下操作，因而可以很好地保持零件鍍鉻的一致性，這一點對於自動生產線尤為重要。
其中的主要成分CR3000A的組分為
所述的CR3000B的組分為
本工藝無需特殊的分析控制手段，因為溶液中的鉻酐與三價鉻的濃度對於操作來說是不重要的，這樣就可以極大地降低實驗室的分析成本。
操作條件及設備比重 15-20°Be(CrO3為200g/L時，波美度為18°Be)溫度 30-40℃(最佳為35℃)電流密度 5-20A/dm2陽極 鉛/錫合金，93.7％陽極面積 最少為工件面積的2-3倍抽風 槽邊必須有高效的抽風裝置本工藝所用的設備與含氟六價鉻電鍍工藝相同，包括陽極材料、槽體保護、加熱冷卻系統和攪拌循環泵。
本發明中所公開的電鍍工藝流程，不但使用於鍍制金屬零件，同樣也適用於非金屬零件的鍍制，經過上述的工藝鍍制的零件，不但表面的光潔度好，同時具有遠遠超過一般鍍制工藝所能達到的耐腐蝕要求。
另外在在上述的實施例中，需要說明一下其中所使用的材料的化學成分，半亮鎳炔醇類；調整劑醛類；高硫鎳帶苯環的磺化物；亮鎳炔醇類和吡啶類；鉻含氟有機物、有機酸。
例如鋼鐵件-摩託車擋泥板，塑料件-ABS材料的汽車進風罩①具體的操作條件可以按照權利要求中的最佳工藝值，操作時間是半亮鎳16min，高硫鎳3min，亮鎳12min，鎳封2min，鉻2min②均使用陰極電鍍，即去除「陽極電流密度」一項中的技術操作工序。
上述多層鍍鎳工藝中所鍍制的工件為金屬或者塑料。
權利要求
1.一種具有優良防腐性能的多層鍍鎳工藝，其特徵在於上述的工藝過程包括以下步驟A、首先在工件表面鍍制一層半光亮鎳的鍍層，其具體的工藝參數包括成分技術指標(下面所述的比例為每升溶劑中所含的溶質的重量)硫酸鎳NiSO4.6H2O 240-320g/L氯化鎳NiCl2.6H2O 35-45g/L硼酸H3BO335-50g/L光亮劑WZ-1121 3-7g/L光亮劑WZ-1122 0.3-1g/L調節劑WZ-112E (醛類化合物) 0.5-1.2g/L潤溼劑WZ-K 2-4.2/L所述的溶劑為水PH值3.8-4.5溫度40-60℃陰極電流密度3-10A/dm2陽極電流密度1-5A/dm2B、其次在上述的半光亮鎳鍍層外鍍制高硫鎳，其具體的工藝參數為組成技術指標(下面所述的比例為每升溶劑中所含的溶質的重量)硫酸鎳 280-320g/L氯化鎳 50-60g/L硼酸35-40g/L高硫鎳WZ-HS 15-21g/L潤溼劑WZ-Y 1-3.2g/L所述的溶劑為水PH值2.0-3.0陰極電流密度2-3A/dm2時間2-3min溫度42-48℃C、上述的高硫鎳鍍層的外側鍍制光亮鎳，其具體的工藝參數為成份技術指標(下面所述的比例為每升溶劑中所含的溶質的重量)硫酸鎳 230-340g/L氯化鎳 40-60g/L硼酸35-50g/L柔軟劑WZ-111A 8.5-14g/L主光劑WZ-111B 0.5-0.9g/L潤溼劑WZ-K 1.5-3.5g/L所述的溶劑為水PH 3.8-4.5溫度50-60℃陰極電流密度1-12A/dm2D、上述的光亮鎳的外側進行鎳封電鍍，其具體的工藝參數為成分技術指標(下面所述的比例為每升溶劑中所含的溶質的重量)硫酸鎳NiSO4.6H2O 300-350g/L氯化鎳NiCl2.6H2O 50-70g/L硼酸H3BO340-50g/L光亮劑WZ-163M 6-12g/L光亮劑WZ-1034-7.5g/L載體WZ-ZT 20-32g/L固體WZ-NF20-40g/L所述的溶劑為水陰極電流密度 3-5A/dm2溫度 52-57℃攪拌方式 強烈空氣攪拌電鍍時間 0.5-3分鐘槽電壓 3-9VPH值 3.4-4.0陽極 電解鎳板陽極電流密度 1.5-2.0A/dm2E、後進行裝飾性鍍鉻工藝，其具體的工藝參數指標為組分 技術指標(下面所述的比例為每升溶劑中所含的溶質的重量)鉻酐 150-220g/LCR3000A(含氟有機物、有機酸)1-10g/L18-45℃CR3000B(含氟有機物、有機酸)8-16g/L所述的溶劑為水比重 15-20°Be溫度 30-40℃電流密度 5-20A/dm2陽極 鉛/錫合金，93.7％陽極面積 最少為工件面積的2-3倍抽風 槽邊必須有高效的抽風裝置。
2.根據權利要求1所述的一種具有優良防腐性能的多層鍍鎳工藝，其特徵在於所述的工藝過程中採用的最佳工藝過程為A、先在工件表面鍍制一層半光亮鎳的鍍層，其具體的工藝參數包括成分技術指標(下面所述的比例為每升溶劑中所含的溶質的重量)硫酸鎳NiSO4.6H2O 280g/L氯化鎳NiCl2.6H2O 40g/L硼酸H3BO345g/L光亮劑WZ-1121 5-6g/L光亮劑WZ-1122 0.5-0.6g/L調節劑WZ-112E 0.8-0.95g/L潤溼劑WZ-K 3-3.2g/L所述的溶劑為水PH值4溫度55℃陰極電流密度4.5A/dm2陽極電流密度2.2A/dm2B、其次在上述半光亮鎳鍍層外鍍制高硫鎳，其具體的工藝參數為組成技術指標(下面所述的比例為每升溶劑中所含的溶質的重量)硫酸鎳 300g/L氯化鎳 55g/L硼酸38g/L高硫鎳WZ-HS 18-19g/L潤溼劑WZ-Y 2-2.1g/L所述的溶劑為水PH值2.5陰極電流密度2.5A/dm2溫度45℃C、上述的高硫鎳鍍層的外側鍍制光亮鎳，其具體的工藝參數為成份技術指標(下面所述的比例為每升溶劑中所含的溶質的重量)硫酸鎳 280g/L氯化鎳 50g/L硼酸45g/L柔軟劑WZ-111A 10-12g/L主光劑WZ-111B 0.7-0.8g/L潤溼劑WZ-K 2-2.1g/L所述的溶劑為水PH 4.2溫度55℃陰極電流密度4A/dm2D、上述的光亮鎳的外側進行鎳封電鍍，其具體的工藝參數為成分技術指標(下面所述的比例為每升溶劑中所含的溶質的重量)硫酸鎳NiSO4.6H2O 300g/L氯化鎳NiCl2.6H2O 50g/L硼酸H3BO345g/L光亮劑WZ-163M 8-9.5g/L光亮劑WZ-1035-5.5g/L載體WZ-ZT 25-27g/L固體WZ-NF1 30g/L所述的溶劑為水陰極電流密度4A/dm2溫度55℃攪拌方式強烈空氣攪拌槽電壓 5VPH值3.8陽極電解鎳板陽極電流密度2.0A/dm2E、最後進行裝飾性鍍鉻工藝，其具體的工藝參數指標為組分技術指標(下面所述的比例為每升溶劑中所含的溶質的重量)鉻酐200g/LCR3000A (含氟有機物、有機酸)1-10g/L20℃-40℃添加不同的用量使用的溫度條件不同。CR3000B (含氟有機物、有機酸)8-16g/L所述的溶劑為水比重18°Be溫度35℃電流密度12A/dm2陽極鉛/錫合金，93.7％陽極面積最少為工件面積的2.5倍抽風槽邊必須有高效的抽風裝置
3.根據權利要求1或者2任意一個所述的一種具有優良防腐性能的多層鍍鎳工藝，其特徵在於所述的CR3000A的組分為
。
4.根據權利要求1或者2任意一個所述的一種具有優良防腐性能的多層鍍鎳工藝，其特徵在於所述的CR3000B的組分為
。
5.根據權利要求1或者2任意一個所述的一種具有優良防腐性能的多層鍍鎳工藝，其特徵在於在所述的裝飾性鍍鉻工藝中使用CR3000A時與溫度之間的最佳配合條件為CR3000A溫度1-2.5g/L 18-25℃1.5-3.5g/L 25-32℃2-5g/L 32-40℃5-8g/L 40-60℃。
6.根據權利要求1或者2任意一個所述的一種具有優良防腐性能的多層鍍鎳工藝，其特徵在於在所述的裝飾性鍍鉻工藝中使用CR3000A和CR3000B的最佳配合比例為CR3000A採用一份同比配合CR3000B五份。
7.根據權利要求1或者2任意一個所述的一種具有優良防腐性能的多層鍍鎳工藝，其特徵在於所述的多層鍍鎳工藝中所鍍制的工件為金屬或者塑料。
全文摘要
本發明屬於金屬表面處理中領域中的電鍍生產工藝，尤其是一種採用多層電鍍的工藝，使工件具有優良防腐性能的生產工藝過程。上述的生產工藝不但可以應用在金屬產品裝飾和防腐蝕中，同樣可以應用到塑膠產品中。在本發明中在上述的電鍍工藝中，採用多種不同的電鍍液的配方以及鍍液濃度、電流強度、電鍍時所採用的溫度等多種技術參數進行科學合理的綜合控制，同時優選出其中的最佳參數範圍，使上述的電鍍工藝可以鍍制出優質的產品的前提下，達到減少原料的消耗和提高生產效率等多重效果。
文檔編號C25D5/10GK101063218SQ200610035169
公開日2007年10月31日 申請日期2006年4月26日 優先權日2006年4月26日
發明者王海粟 申請人:深圳市天澤科技實業有限公司