無電解鍍和電鍍並用的鍍覆方法

2023-05-26 10:23:51 1

專利名稱：無電解鍍和電鍍並用的鍍覆方法
技術領域：
本發明涉及無電解鍍和電鍍並用的鍍覆方法，更詳細地說是涉及在對各種形狀的被加工原料進行鍍覆的時候，進行預處理，將該原料的表面狀態準備好，然後先通過無電解鍍使金屬離子在該原料表、裡整個面上析出，形成金屬膜，接著按公知的方法進行電鍍，然後進行最終的精加工處理的鍍覆方法。
進行電鍍的歷史久遠，其用途雖然分為防蝕、裝飾用和工業用的類別，但不管那一類，所用的鍍層都很多，有鍍鉑、金、銀、銅、鎳、鉻、鉛、錫等。
例如鍍鎳有使用硫酸鎳-氯化銨-硼酸鍍液，在20-30℃，以0.5-1A/dm2，進行無光澤電鍍，以及通過硫酸鎳-氯化鎳-硼酸-光亮劑鍍液進行光澤電鍍等。
近來，在各種特殊溶劑鍍液中進行電鍍，在進行對各種形狀被加工原料表面上形成薄鍍膜的觸擊電鍍方法時，在管狀原料的內表面，或者波形狀原料等的彎曲深處，產生局部電流流動變差，以及通電不足的位置。因此造成鍍層附著性變差，金屬離子不能充分析出，使得該部分不能形成金屬薄膜，造成基體原樣露出的殘存情況。由於上述這樣的部位在後步工序中與處理液接觸。基體的溶出促使電鍍液劣化，造成基體腐蝕等缺陷，這當然就造成製品外觀和耐蝕性顯著變差，產生有缺陷製品增多，從而產品合格率低下等致命缺點。
本發明的目的是開發這樣一種鍍覆技術，以消除上述現有技術的缺點，使在圓筒狀和具有曲面部分的波形狀等特殊形狀的被加工原料上，形成與通常平板原料相同的有光澤、外觀良好、耐蝕性優良、附著性好的均勻金屬薄膜。
本申請人為消除現有技術的各個缺點，由各種實驗研究及出結果，在電鍍之前進行無電解鍍(化學鍍)，在特殊異形原料的表、裡全部面上析出金屬，形成均勻的金屬薄膜之後，再採用通常的電鍍和精加工處理，得到了完全消除現有各缺點的結果，從而達到完成本發明的目的。
本發明提供了一種無電解鍍和電鍍並用的鍍覆方法，其特徵是在對板狀、圓筒狀、波形狀等各種形狀的被加工原料進行鍍層時，先進行預處理使被加工原料的表面狀態準備好，在不使用電能的情況下通過置換反應，將金屬鹽水溶液中的金屬離子均勻析出到上述被加工原料的表、裡的全部表面上，以形成金屬薄膜，在進行了這種無電解鍍之後，按照需要作活性化處理，接著進行通常的電鍍，最後作精加工處理。
上述被加工原料以鋁及其合金，銅及其合或鐵及其合金為好，此外，上述無電解鍍溶液的組成以金屬鹽和還原劑及緩衝劑三種為好。
例如在鎳的無電鍍(化學鍍覆)的情況下，作為金屬鹽的有硫酸鎳、氯化鎳等，作為還原劑的是次亞磷酸鈉，次亞硫酸鈉等，此外作為緩衝劑有醋酸鈉、硼酸、乳酸、酒石酸、檸檬酸鈉、琥珀酸鈉等，其它也有含各種光亮劑的情況。
此外，按照被加工原料的材質，通過預備試驗決定適當鍍液的組成，通常在鐵及其合金等的場合使用酸性鍍液，而在非金屬如塑料的場合則使用鹼性鍍液。
其次，關於金屬離子的濃度，無電解鍍的鍍液與電鍍液不同，由於金屬離子是由該金屬鹽提供，所以對該金屬鹽的濃度調整是鍍液維護上的一個重要因素。
此外，構成鍍液的重要金屬鹽的母液中有還原劑，在該金屬的析出過程中理所當然是重要的。例如在金屬鹽用鎳鹽而還原劑用次亞磷酸鹽的場合用下式表示
在實際操作的場合，二者的當量比不是象上述反應式(1)那樣，而有若干差異。
如上所述，作為緩衝劑主要用有機酸，也含有穩定劑和光亮劑。上述試劑自然而然地有最佳的比例，在鍍層操作中有必要對其進行充分調整。
另外，對與鍍層厚度及附著性有關的鍍液中的pH變化，時間，溫度等有必要充分進行控制。
如上所述，在無電解鍍的場合，試劑的補充，加工表面積和鍍液容量的關係，以及鍍液壽命等在維護上是重要的，不再敘述。
本發明的方法在鍍層工藝中，取代了過去的觸擊電鍍法，並以電鍍處理前進行無電解鍍作為特徵，按照該方案，不僅能在基底全部面上形成金屬薄膜並在該面上進行電鍍，而且製品全面的外觀良好，同時耐蝕性提高。
也就是說，通過在電鍍前實施無電解鍍處理後，達到了用觸擊電鍍不能在圓角狀和波形狀被加工原料內面和彎曲部位的深處形成薄膜，換言之就是與鍍液接觸部分的全部面上都析出金屬，由於形成金屬薄膜，在後步工序中防止了基體在鍍液中的溶出，此外由於提高了通電性，使電流分布更加均勻化，使電鍍薄膜的被覆力和附著性提高。
在上述無電解鍍處理後，按照需要進行活性化處理，然後按照上述現有技術內容所述的公知技術進行電鍍。
以下說明本發明的實施例。
實施例實施例1

圖1示出了按照本發明的方法向鋁基體上鍍鎳處理工藝的概略流程圖，由該圖說明本發明。
首先搬運具有折曲部分的波形板狀的鋁基體在60℃下於アルヮリ-ン101(商品名)50g/l(磷酸鹽類20g/l，碳酸鹽25g/l，表面活性劑5g/l)的溶液所組成的脫脂浴中浸漬10分鐘進行鹼脫脂處理，用水清洗，接著於40℃下在ァルサランPRE(商品名)300g/l(磷酸300g/l，添加劑40g/l，硝酸200g/l)的浴組成的浸蝕浴中浸漬90秒鐘進行浸蝕處理後，用水清洗，接著在22℃下在サブスタ-Zn-111(商品名)500g/l(氫氧化鈉140g/l，金屬鋅(38g/l)的浴組成的鋅酸鹽處理浴中浸漬30秒進行鋅酸鹽處理(使附著性提高)後，用水清洗，再在硝酸500cc/l的浴中浸漬20秒鐘進行鋅酸鹽剝離處理，再次進行上述鋅酸鹽處理(22℃，30秒鐘)，然後按照下述進行無電解鍍處理。
無電解鍍浴液的組成為トッブニュロンBL-M(商品名)100cc/l，トッブニュロンBL-l(商品名)60cc/l(鎳鹽20g/l，次亞磷酸鹽20g/l，添加劑(穩定劑，光亮劑等)20g/l)。浴溫保持在90℃進行13分鐘無電解鍍處理，使在上述鋁基體的全部面上形成厚3μ的鍍鎳薄膜。
所得製品至直彎曲深處具有完全的鍍膜。
接著，由於該鎳薄膜面易於不穩態化，為了提高附著性，先在10%硫酸液中進行60秒鐘的活性化處理，然後將由硫酸鎳280g/l，氯化鎳45g/l，硼酸40g/l，光亮劑1，15ml/l，光亮劑2，0.75mg/l，pH4.2的浴組成的電鍍浴保持在50℃，在陰極電流密度3A/dm2，陽極電流密度1.5A/dm2的條件下用空氣攪拌，進行25分鐘電鍍，在鋁基體的表面上形成厚度約13μ的鍍鎳薄膜，然後水洗。
所得到製品不但在有小孔的整個平面部分，並且直至彎曲部分的深處都形成均勻的鍍鎳薄膜。
接著按下述條件進行鍍鉻，以此作為精鍍，從而得到最終製品。
將以上所述進行鎳電鍍後的鋁基體充分水洗後，用鉻回收浴活性，化處理20秒，然後水洗，將無水鉻酸250g/l，三價鉻1.6g/l，硫酸2.3g/l的浴組成的鍍鉻浴液保持在45℃，以陰極電流密度(DK)20A/dm2的條件電鍍處理2分鐘，使形成0.3μ的鉻薄膜。充分水洗直到檢查不出有鉻離子為止，然後於55℃乾燥6分鐘，得到最終製品。
所得製品有光澤，呈鉻的顏色外觀美好，附著性和耐蝕性優良。
實施例2進行與實施例1同樣的預處理→無電解鍍→電鍍工藝處理，得到形成有光澤薄膜的鋁基體，對該基體按下述條件進行白合金精加工，以此作為精加工處理。
首先充分水洗，然後保持由焦磷酸錫20g/l，氯化鈷20g/l，焦磷酸鉀250g/l，光亮劑10ml/l，pH8.7的浴所組成的白合金電鍍浴在50℃，以陰極電流密度(DK)0.7A/dm2的條件下電鍍處理3分鐘，形成厚度為0.3μ的有光澤的錫-鈷合薄膜，充分水洗後，進行30秒鐘鉻酸鹽處理，再作提高耐蝕性和光澤精加工處理，再於55℃乾燥處理8分鐘。
所得的最終製品耐蝕性優良，雖然具有與鉻顏色相似的色調，但是呈現出與鉻酸層不同的獨特的良好外觀。
實施例3按照與實施例1相同的方法進行預處理→無電解鍍→電鍍工藝，得到形成有光澤鍍鎳薄膜的鋁基體，對該基體按下述條件進行黑合金精加工作為精加工處理。
預先水洗後，將焦磷酸錫10g/l，氯化鈷30g/l，焦磷酸鉀320g/l，光亮劑20ml/l，pH8.7的浴組成的黑合金鍍浴保持在50℃，在陰極電流密度(DK)為10A/dm2的條件下處理2分鐘，使之形成厚0.3μ的黑色錫-鈷合金鍍層。充分水洗後，進行30秒鐘鉻酸鹽處理，再進行提高耐蝕性處理，在55℃下乾燥6分鐘。
所得最終製品耐蝕性優良，呈現出獨特的美好黑色外觀。
本發明已如上述。現有技術不能達到圓筒內面和波形狀板彎曲深處形成金屬薄膜，而本發明中，在與無電解鍍的鍍液接觸部位的全部面上析出金屬離子，由於形成金屬薄膜，所以完全防止了後步工序中基體在浴中溶出和內部的腐蝕及變色。此外由於通電性提高，電流分布更加均勻化，所以提高了電鍍薄膜的被覆力及附著性，從而顯著提高了耐蝕性。
再有，如果用本發明的方法，能在各種形狀的被加工基體面上形成有光澤、外觀良好、耐蝕性優良的均勻金屬薄膜，再通過進行鍍鉻，白鍍和黑鍍等精鍍，使其效果更加提高。
本發明的方法也適用於在各種被加工原料上鍍各種金屬的場合，不再敘述。
圖1中使用本發明的方法向鋁原料上進行鍍鎳處理工藝的概略流程圖。
權利要求
1.無電解鍍和電鍍並用的鍍覆方法，其特徵在於，在對板狀、圓筒狀、波形狀等各種形狀的被加工原料鍍層的時候，先對被加工原料進行預處理準備好，然後在不使用電鍍的情況下通過金屬鹽水溶液中的金屬離子的置換反應，進行在上述被加工原料的表、裡全部面上形成均勻析出的金屬薄膜的無電解鍍，然後按照需要進行活性化處理，再進行通常的電鍍，最後作精加工處理。
2.權利要求1所述的無電解鍍和電鍍並用的鍍覆方法，其特徵在於，上述被加工原料是鋁和鋁合金，銅和銅合金，或者是鐵和鐵合金，上述無電解鍍的鍍液由金屬鹽、還原劑和含有穩定劑、光亮劑的緩衝劑三種組成。
全文摘要
本發明的目的是提供一種鍍覆技術，使得在圓筒狀和具有彎曲部位的波形狀等特殊形狀的被加工原料的表面上，形成與通常平板狀原料同樣的有光澤、外觀良好、耐蝕性優良，附著性更加均勻的金屬薄膜。該技術為無電解鍍和電鍍並用的鍍覆方法，其特徵是，在對圓筒狀，波形狀等被加工原料進行鍍覆時，先對被加工原料的表面狀態進行預處理以準備好，然後通過無電解鍍，使得在被加工原料的表、裡全部面上析出金屬離子，以形成金屬薄膜，然後進行電鍍，電進行最終精加工處理。
文檔編號C23C28/02GK1105397SQ9410177
公開日1995年7月19日 申請日期1994年1月13日 優先權日1994年1月13日
發明者矢島嘉昌 申請人:鎌倉國年