專利名稱：：一種鋅合金制品的表面處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明是關(guān)于一種鋅合金制品的表面處理方法。技術(shù)背景由于鋅合金具有成型溫度低、易加工等優(yōu)點，所以在工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。然而，鋅合金的主要成分鋅是兩性金屬，電極電位較負，對酸堿都比較敏感，容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致腐蝕，因此鋅合金材料存在穩(wěn)定性較差和抗蝕防護性能不高等缺點。通常通過對鋅合金電鍍以提高其抗蝕防護性和裝飾性。然而鋅合金的鍍層常會出現(xiàn)鼓泡、色澤不均勻、不光亮等故障。目前，為提高鋅合金制品表面的電鍍層的耐蝕性以及其與鋅合金表面的結(jié)合力，已經(jīng)發(fā)展出了很多鋅合制品電鍍處理工藝，例如程滬生公布了一種鋅合金壓鑄件鍍前處理工藝，其主要工藝流程為機械拋光一化學(xué)除油一電解除油一清洗一浸蝕一清洗一預(yù)鍍(程滬生，鋅合金壓鑄件鍍前處理，電鍍與涂飾，2007(4):18-20)，通過該鍍前工藝處理能夠在一定程度上提高鋅合金制品表面的電鍍層與鋅合金表面的結(jié)合力，然而鋅合金制品表面上的電鍍層與鋅合金表面的結(jié)合力仍不夠強(電鍍層比較容易出現(xiàn)鼓泡的情況)，致使鋅合金制品表面容易受到腐蝕。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有的鋅合金制品表面的電鍍層與鋅合金表面的結(jié)合力不夠強(電鍍層比較容易出現(xiàn)鼓泡的情況，致使鋅合金制品表面容易受到腐蝕)的缺陷，提供一種鋅合金制品的表面處理方法，使得用該方法形成的電鍍層與鋅合金表面具有較強的結(jié)合力，具有很強的防腐蝕性能。本發(fā)明提供的一種鋅合金制品的表面處理方法包括依次對鋅合金制品進行表面拋光、脫脂除油、酸活化和電鍍，其中，該方法在進行所述電鍍之前還包括在鋅合金制品表面形成轉(zhuǎn)化膜。利用本發(fā)明提供的鋅合金制品的表面處理方法形成的電鍍層與鋅合金表面具有較強的結(jié)合力，具有較強的防腐蝕性能。具體實施方式本發(fā)明提供的鋅合金制品的表面處理方法包括依次對鋅合金制品進行表面拋光、脫脂除油、酸活化和電鍍，其中，該方法在進行所述電鍍之前還包括在鋅合金制品表面形成轉(zhuǎn)化膜。所述的表面拋光可以使用常規(guī)的各種表面拋光方法，例如對鋅合金制品進行表面機械拋光處理，使鑄件表面達到平整光滑。優(yōu)選以使用粗拋油膏以1000-1400轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速做粗拋處理，更優(yōu)選進一步使用精拋油膏以1450-1800轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速進行精拋處理。所述粗拋油膏和精拋油膏己為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知，可以商購得到。所述的脫脂除油步驟可以采用常規(guī)的各種脫脂除油方法，優(yōu)選包括超聲波脫脂和電解除油。其中，所述超聲波脫脂處理的方法包括將鋅合金制品放入在脫脂液中，并在脫脂液中施加超聲波。所述脫脂液可以使用常用的各種鋅合金脫脂液，優(yōu)選含有15-30克/升的Na3P04、10-25克/升的Na2CO^[110-100毫升/升的市售鋅合金除臘水。所述超聲波脫脂處理的溫度可以為50-65i:，超聲波清洗機功率2.4Kw，處理時間可以為5-30分鐘。所述電解除油的方法包括將鋅合金制品放入盛有堿性水溶液的槽體中作為陰極，以不發(fā)生陽極溶解反應(yīng)的導(dǎo)電材料作為陽極，進行外加電流處理，所述導(dǎo)電材料為常規(guī)的可以作為陽極的材料，例如為不銹鋼板或碳棒，所述堿性水溶液可以為常用的堿性水溶液，例如氫氧化鈉和/或氫氧化鉀的水溶液，所述堿性水溶液的pH值可以為7.5-9.5，溫度可以為40-70°C，所述鋅合金制品上的電流密度可以為3-10安培/平方分米，處理時間可以為0.5-5分鐘，除油后可以用水沖洗干凈，優(yōu)選為立即用50-10(TC的熱水清洗，再以流動水充分清洗干凈。所述的酸活化步驟可以為將鋅合金制品放入酸溶液中進行浸泡，所述酸溶液可以含有5-15毫升/升的硫酸和5-10毫升/升的氫氟酸，溫度可以為10-40°C，處理時間為1-5秒。所述在鋅合金制品表面形成轉(zhuǎn)化膜的方法可以為將鋅合金制品表面進行陽極氧化，所述陽極氧化包括將鋅合金制品放入盛有陽極氧化溶液的槽體中，以所述鋅合金制品為陽極，以常用陰極(例如不銹鋼板)作為陰極。所述陽極氧化溶液可以為堿溶液，所述堿溶液可以為常用的堿性水溶液，例如氫氧化鈉和/或氫氧化鉀的水溶液，其中，氫氧化物的含量可以為10-50克/升。所述陽極氧化的條件可以包括電流密度為3-10安培/平方分米，處理時間為5-30分鐘。取出后可以經(jīng)三道水洗徹底清洗干凈(所述水洗可以為室溫條件下進行浸泡)，在室溫下讓鋅合金陽極氧化膜達到表干，然后放入烘箱中，在100-180。C下烘烤0.5-3小時，使轉(zhuǎn)化膜表面達到全干。用所述陽極氧化方法形成的轉(zhuǎn)化膜具有均勻細密的微孔，使得后續(xù)的電鍍層能夠結(jié)合的更加緊密。所述在鋅合金制品表面形成轉(zhuǎn)化膜的方法還可以為包括將鋅合金制品與化學(xué)成膜液接觸的化學(xué)成膜方法，該化學(xué)成膜液為含有水溶性金屬鹽、成膜助劑和酸度調(diào)整劑的水溶液，其中，所述水溶性金屬鹽和成膜助劑都可以為常規(guī)的化學(xué)成膜液中所用的組分和含量，例如，所述水溶性金屬鹽可以選自銅鹽、鋅鹽、鈣鹽，所述金屬鹽的含量可以為1-100克/升；所述成膜助劑例如可以為硫酸銨和/或氯酸鉀，所述成膜助劑的含量可以為5-150克/升；所述酸度調(diào)節(jié)劑可以為常規(guī)的酸度調(diào)節(jié)劑，例如可以為氨水或偏磷酸，將所述化學(xué)成膜液調(diào)節(jié)到近中性范圍比較適宜。所述接觸的條件可以包括接觸溫度為20-8(TC，接觸時間為5秒-10分鐘，優(yōu)選為包括接觸溫度為20-50。C，接觸時間為40秒-5分鐘，取出后，可以進行水洗，優(yōu)選為經(jīng)三道水洗徹底清洗干凈，所述水洗可以為室溫條件下進行浸泡。對經(jīng)過轉(zhuǎn)化膜處理后的鋅制品進行電鍍,所述電鍍?yōu)檫x自預(yù)鍍、功能性(例如增強基材表面耐腐蝕性)電鍍和裝飾性(例如提供某一種外觀顏色)電鍍中的一種或幾種，優(yōu)選為先進行預(yù)鍍，然后進行功能性電鍍和/或裝飾性電鍍。所述預(yù)鍍、功能性電鍍和裝飾性電鍍都可以利用常規(guī)的電鍍方法鍍上預(yù)設(shè)的金屬鍍層，例如可以將鋅合金制品作為負極，以不銹鋼板作為正極，利用常規(guī)的含預(yù)設(shè)金屬離子的電鍍液進行電鍍。其中，所述預(yù)鍍例如可以預(yù)鍍堿銅、預(yù)鍍焦銅或預(yù)鍍鎳，所述功能性電鍍和裝飾性電鍍例如可以鍍銅、鍍鉻或鍍鈦。下面通過實施例更詳細地描述本發(fā)明。各實施例中，如果不做特殊說明，所用溶液的溶劑皆為水，所述室溫約為25X:。實施例1[試樣]ZZnAL4-l壓鑄制品(比亞迪股份有限公司)[處理程序]機械拋光—水洗—水洗—超聲波脫脂—水洗—水洗—電解除油—水洗—水洗—酸活化—水洗—水洗—轉(zhuǎn)化膜處理—水洗—水洗—水洗—電鍍—后處理[處理溶液的組成及處理條件]機械拋光江門杰利信拋磨材料有限公司生產(chǎn)的黃色中粗拋光油膏(SBT-600型號)及白色精拋油膏(SBW-804型號)；東莞市晶密機械設(shè)備有限公司生產(chǎn)的拋光機(JM-101型號)。粗拋IO分鐘，拋光輪轉(zhuǎn)速為1200轉(zhuǎn)/分鐘；精拋10分鐘，拋光輪轉(zhuǎn)速為1500轉(zhuǎn)/分鐘。超聲波脫脂超聲波清洗機功率2.4Kw;滬基化工(上海)有限公司生產(chǎn)的強力除臘水(MTJ6型號)50毫升/升，磷酸鈉15克/升，碳酸鈉15克/升。處理條件為在50。C的上述除臘水中超聲處理5分鐘。電解除油廣州市達志化工科技有限公司生產(chǎn)的電解除油液(DC-4型號)，溫度為4(TC，以鋅合金鑄件為陰極，使鋅合金鑄件上的電流密度達到3安培/平方分米，處理0.5分鐘。酸活化酸化液配方及工藝參數(shù)如下硫酸5毫升/升氫氟酸5毫升/升浸泡時間2秒溫度室溫化學(xué)成膜所用化學(xué)成膜液配方及工藝參數(shù)如下硫酸銨62克/升氨水50毫升/升硫酸銅16克/升硝酸鈉2克/升溫度45°C浸泡時間45秒電鍍將表面化學(xué)成膜后的樣品帶電入槽，置入鍍缸，以鋅合金鑄件為陰極，不銹鋼板為陽極，先后進行預(yù)鍍鎳、酸性鍍銅及鍍光亮鎳。工藝分別如下1)預(yù)鍍鎳硫酸鎳180克/升檸檬酸鈉200克/升氯化鈉12克/升硼酸30克/升pH值7溫度45°C陰極移動20次/分鐘電流密度2安培/平方分米時間15分鐘注由于轉(zhuǎn)化膜有一定的電阻，故開始采用沖擊電流4安培/平方分米，2分鐘后恢復(fù)正常的電流密度。2)酸性鍍銅-將預(yù)鍍鎳后的鋅合金鑄件置入電解槽作為陰極，以不銹鋼板為陽極，在酸銅鍍液(永星化工有限公司UBX鍍液)中在3(TC下進行電鍍20分鐘，電流密度為3安培/平方分米。3)鍍光亮鎳采用美國安美特化學(xué)公司的SM26亮鎳電鍍工藝。配方及工藝如下硫酸鎳270克/升氯化鎳60克/升硼酸45克/升光亮劑SM261毫升/升柔軟劑A25(4x)10毫升/升輔助劑SA213毫升/升濕潤劑Y2171.5亳升/升pH4.8溫度55C時間5分鐘電流密度2安培/平方分米4)后處理將電鍍后的稀土合金在六價鉻鈍化液(麥德美有限公司生產(chǎn))中進行鈍化，所述鈍化的時間為l秒。水洗各步驟之間水洗皆是在室溫條件下在純水中浸泡2分鐘。實施例2[試樣]與實施例l相同。[處理程序]與實施例l相同。[處理溶液的組成及處理條件]機械拋光設(shè)備及拋光油膏同實施例1。粗拋時，拋光輪轉(zhuǎn)速1300轉(zhuǎn)/分鐘；精拋時，拋光輪轉(zhuǎn)速為1600轉(zhuǎn)/分鐘。超聲波脫脂超聲波清洗機功率2.4KW;滬基化工(上海)有限公司生產(chǎn)的強力除臘水(MTJ6型號)100毫升/升，磷酸鈉20克/升，碳酸鈉20克/升。處理條件在5(TC的上述除臘水中超聲處理5分鐘。電解除油除油液同實施例l，溫度為50"C，電流密度為5安培/平方分米，時間2分鐘。酸活化酸化液配方及工藝參數(shù)如下硫酸10毫升/升氫氟酸5毫升/升時間1秒溫度室溫化學(xué)成膜所用化學(xué)成膜液配方及工藝參數(shù)如下:氯酸鉀100克/升硫酸銅5克/升氯化銨30克/升氨水30毫升/升溫度20°C時間5分鐘水洗各步驟水洗皆是在室溫條件下進行浸泡。電鍍將表面化學(xué)成膜后的樣品帶電入槽，置入鍍缸，以鋅合金鑄件為陰極，不銹鋼板為陽極，先后進行預(yù)鍍堿銅、鍍光亮鎳及鍍鉻。工藝分別如下1)預(yù)鍍堿銅以表面化學(xué)成膜后的鋅合金鑄件為陰極，不銹鋼板為陽極，在無氰堿銅鍍液(蘇州市漢宜化學(xué)有限公司生產(chǎn)，DT-CU型號)中進行電鍍，溫度為50°C，時間為5分鐘，電流密度為1安培/平方分米。注由于轉(zhuǎn)化膜有一定的電阻，故開始采用沖擊電流4安培/平方分米，2分鐘后恢復(fù)正常的電流密度。2)鍍光亮鎳工藝同實施例1。3)鍍鉻以鋅合金鑄件為陰極，不銹鋼板為陽極，在三價鉻鍍液(麥德美有限公司生產(chǎn))中在5(TC下進行電鍍5分鐘，電流密度為30安培/平方分米。4)后處理工藝同實施例1。實施例3[試樣]與實施例l相同。與實施例l相同。[處理溶液的組成及處理條件]機械拋光設(shè)備及拋光油膏同實施例1。粗拋時，拋光輪轉(zhuǎn)速為1500轉(zhuǎn)/分鐘；精拋時，拋光輪轉(zhuǎn)速為1800轉(zhuǎn)/分鐘。超聲波脫脂超聲波清洗機功率2.4KW;滬基化工(上海)有限公司生產(chǎn)的強力除臘水(MTJ6型號)120毫升/升，磷酸鈉30克/升，碳酸鈉25克/升。處理條件在6(TC的上述除臘水中超聲處理20分鐘。電解除油除油液同實施例1，溫度為70°C，電流密度為10安培/平方分米，時間5分鐘。酸活化配方及工藝參數(shù)如下硫酸15毫升/升氫氟酸8毫升/升時間1秒溫度室溫電化學(xué)成膜(陽極氧化)氫氧化鈉20克/升溫度40°C電流密度6安培/平方分米時間7分鐘水洗各步驟水洗皆是在室溫條件下進行浸泡。電鍍將表面化學(xué)成膜后的樣品帶電入槽，置入鍍缸，以鋅合金鑄件為陰極，不銹鋼板為陽極，先后進行預(yù)鍍焦銅、鍍光亮鎳及鍍鋅。工藝分別如下l)預(yù)鍍焦銅以表面化學(xué)成膜后的鋅合金鑄件為陰極，不銹鋼板為陽極，在焦銅鍍液(吉和昌精細化工有限公司)中進行電鍍，溫度為3crc，時間為3分鐘，電流密度為1安培/平方分米。注由于轉(zhuǎn)化膜有一定的電阻，故開始采用沖擊電流為2安培/平方分米，2分鐘后恢復(fù)正常的電流密度。2)鍍光亮鎳工藝同實施例l。3)鍍鋅以鋅合金鑄件為陰極，不銹鋼板為陽極，在鋅鍍液(吉和昌精細化工有限公司生產(chǎn)，L-5AB型號)中，在室溫下進行電鍍15分鐘，電流密度為3安培/平方分米。4)后處理工藝同實施例1。對比例1[試樣]同實施例1[處理程序]與實施例1對比，減除了"轉(zhuǎn)化膜處理"步驟[處理溶液的組成及處理條件]相應(yīng)的處理溶液及處理條件同實施例1對比例2[試樣]同實施例2[處理程序]與實施例2對比，減除了"轉(zhuǎn)化膜處理"步驟[處理溶液的組成及處理條件]相應(yīng)的處理溶液及處理條件同實施例2對比例3[試樣]同實施例3[處理程序]與實施例3對比，減除了"轉(zhuǎn)化膜處理"步驟[處理溶液的組成及處理條件]相應(yīng)的處理溶液及處理條件同實施例3鋅合金表面處理后耐蝕性的評估鹽霧測定方法為將制得的電鍍件置于鹽霧箱內(nèi)，在35'C下用濃度為5重量％的氯化鈉水溶液噴涂電鍍件2小時后，取出后再將鍍件置于另外一個溫度為40°C、相對濕度為80%的恒溫恒濕箱中，觀察電鍍件，記錄在多長時間后電鍍件表面出現(xiàn)異常，結(jié)果如表l所述。使用無錫市佳源環(huán)境試驗設(shè)備有限公司生產(chǎn)的YWX/Q-150型鹽霧腐蝕試驗箱。鋅合金表面處理層與基體結(jié)合力的評估在處理后的鋅合金樣品表面上用鋒利的刀刃劃出大小均勻的間隔為1毫米的小方格個數(shù)100(劃痕深度控制在保證膜下基體金屬暴露)，統(tǒng)計膜脫落的小方格數(shù)N1，在膜上的劃格區(qū)域貼上寬度為24毫米的透明膠帶，并保證膠帶與有方格的膜之間結(jié)合緊密。5分鐘后，用一垂直膜面的力將膠帶揭起，并再次統(tǒng)計膜脫落的小方格數(shù)N2。評估方法如下采用百分制，膜結(jié)合力分數(shù)Z=100-(N1+N2)，評測結(jié)果如表1所述。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>從表1所示結(jié)果可以看出，按照本發(fā)明提供的實施例1-3的方法得到的鋅合金表面處理件，耐腐蝕性和表面處理層的結(jié)合力均明顯優(yōu)于對比例1-3得到的部件。從而說明，利用本發(fā)明提供的鋅合金制品的表面處理方法形成的電鍍層與鋅合金表面具有較強的結(jié)合力并且具有較強的耐蝕性。權(quán)利要求1、一種鋅合金制品的表面處理方法，該方法包括依次對鋅合金制品進行表面拋光、脫脂除油、酸活化和電鍍，其特征在于，該方法在進行所述電鍍之前還包括在鋅合金制品表面形成轉(zhuǎn)化膜。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述在鋅合金制品表面形成轉(zhuǎn)化膜的方法為將鋅合金制品表面進行陽極氧化，所述陽極氧化包括將鋅合金制品放入陽極氧化溶液中，以所述鋅合金制品為陽極，以導(dǎo)電材料為陰極，施加電流。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述陽極氧化溶液中含有氫氧化物，所述氫氧化物的含量為10-50克/升。4、根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述陽極氧化的條件包括電流密度為3-10安培/平方分米，處理時間為5-30分鐘。5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述在鋅合金制品表面形成轉(zhuǎn)化膜的方法包括將鋅合金制品與化學(xué)成膜液接觸，該化學(xué)成膜液為含有水溶性金屬鹽、成膜助劑和酸度調(diào)整劑的水溶液。6、根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述接觸的條件包括接觸溫度為20-8(TC，接觸時間為5秒-10分鐘。7、根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述水溶性金屬鹽選自銅鹽、鋅鹽和鈣鹽中的一種或多種。8、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述脫脂除油步驟包括超聲波脫脂和電解除油；所述電解除油包括將鋅合金制品放入堿性水溶液中，將所述鋅合金制品作為陰極，以不發(fā)生陽極溶解反應(yīng)的導(dǎo)電材料作為陽極，對所述鋅合金制品進行外加電流處理，所述堿性水溶液的pH值為7.5-9.5，溫度為40-70°C，所述鋅制品上的電流密度為3-10安培/平方分米，處理時間為0.5-5分鐘。9、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述酸活化為將鋅合金制品放入酸溶液中進行浸泡，所述酸溶液含有5-15毫升/升的硫酸和5-10毫升/升的氫氟酸，溫度為10-40。C，處理時間為l-5秒。10、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述電鍍選自預(yù)鍍、功能性電鍍和裝飾性電鍍中的一種或幾種。全文摘要本發(fā)明提供了一種鋅合金制品的表面處理方法，該方法包括依次對鋅合金制品進行表面拋光、脫脂除油、酸活化和電鍍，其中，該方法在進行所述電鍍之前還包括在鋅合金制品表面形成轉(zhuǎn)化膜。利用本發(fā)明提供的鋅合金制品的表面處理方法形成的電鍍層與鋅合金表面具有較強的結(jié)合力并且具有較強的防腐蝕性。文檔編號C25D5/34GK101397688SQ200710164240公開日2009年4月1日申請日期2007年9月30日優(yōu)先權(quán)日2007年9月30日發(fā)明者李金儡申請人:比亞迪股份有限公司