專(zhuān)利名稱(chēng)：一種鋅鎂合金鍍層的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在酸性水溶液中電沉積制備鋅鎂合金鍍層的方法，屬金屬表面防腐處理 技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
金屬腐蝕遍及國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)各個(gè)領(lǐng)域，會(huì)造成重大的直接或間接的經(jīng)濟(jì)損失。據(jù) 工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的統(tǒng)計(jì)，因腐蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失約占當(dāng)年國(guó)民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)總值的1.5% 4.2%。 材料的表面處理是解決材料腐蝕與防護(hù)最經(jīng)濟(jì)有效的手段和方法之一，包括電鍍、化學(xué)鍍、 陽(yáng)極轉(zhuǎn)化膜和化學(xué)轉(zhuǎn)化膜、滲鍍、浸鍍、宏觀噴涂、微觀噴涂、化學(xué)氣相沉積和物理氣相沉 積等多種手段。由于工藝設(shè)備簡(jiǎn)單，操作容易，成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，電鍍成為表面處理技術(shù)中 的最常用的技術(shù)之一。其中又以在水溶液中電鍍最為方便，廉價(jià)。
電鍍鋅工藝已經(jīng)發(fā)展得比較成熟，電鍍鋅鋼板也具有較好的耐蝕性，主要應(yīng)用于建筑、 汽車(chē)、家電等領(lǐng)域。但隨著大氣環(huán)境的不斷惡化，為了滿(mǎn)足實(shí)際的生產(chǎn)需要，必須提高鍍層 的耐蝕性，為充分利用鋅的陰極保護(hù)性能特點(diǎn),新鍍層往往以鋅基合金的形式出現(xiàn)。
鎂是地殼中含量為第六位的金屬元素，價(jià)格低廉，資源豐富；無(wú)污染。且從相關(guān)的報(bào)道中 可知，鋅鎂合金具有較好的耐蝕性。所以對(duì)電沉積鋅鎂合金的研究具有非常重要的意義。目 前的鋅鎂合金鍍層主要是通過(guò)以下幾種方法制得l)熱浸鍍法；2)物理氣相沉積法；3)離子液 體中沉積鋅鎂合金；4)熔鹽中電沉積鋅鎂合金。這幾種方法普遍存在一個(gè)操作成本大的問(wèn)題， 然而水溶液中電沉積鋅鎂合金對(duì)設(shè)備的要求比較簡(jiǎn)單，可以大大降低生產(chǎn)成本。
H. Nakano等[Tetsu-to-Hagane， 2004， vol.卯(10): :51-56]采用十八烷基二甲基節(jié)基氯化銨為 添加劑，用旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)電極從水溶液中沉積得到了鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.4%的鋅-鎂合金鍍層，其 耐腐蝕性能比普通鍍鋅層提高了 5倍，鍍層耐蝕性隨鎂含量的增大而提高，但合金鍍層中含 有較多的碳，鍍層不光亮。
目前關(guān)于水溶液沉積鋅鎂合金的報(bào)道還很少見(jiàn)，其原因主要存在這樣兩個(gè)問(wèn)題(l)鎂的 標(biāo)準(zhǔn)平衡電位較負(fù)，鋅和鎂的理論沉積電位相差較大，使得鋅和鎂比較難從水溶液中共沉積 出來(lái)。(2)沉積電位很低、電流密度較大，使添加劑易被燒焦而進(jìn)入鍍層，影響表面光潔性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種在酸性水溶液中電沉積制備鋅鎂合金鍍層的方法。
本發(fā)明一種鋅鎂合金鍍層的制備方法，其特征在于具有以下的過(guò)程和步驟
a.首先配制酸性鍍液，將一定量的硫酸鋅配制成濃度為50 150g/L的溶液，將一定量的硫酸配制成濃度為150 300g/L的溶液；并采用硫酸調(diào)節(jié)其pH值為0.5 2.5;
b. 加入表面活性劑，即加入十八垸基二甲基芐基氯化銨和聚乙二醇兩者混合的表面活性 劑；十八垸基二甲基芐基氯化銨的濃度為l 3g/L，聚乙二醇的濃度為l 3g/L;
c. 采用直流電鍍方法進(jìn)行電沉積；在盛有上述硫酸鹽鍍液的電鍍槽中，以被鍍材料鋼板 為陰極，以鉑片為陽(yáng)極，通過(guò)直流電流，電流密度為3 5A/cm2，電鍍時(shí)間為2 6分鐘；電 鍍槽中鍍液的溫度為50 80'C;最終得到鋅鎂合金鍍層，鍍層中鎂的含量在0.2 1.0wt。/。之 間。
本發(fā)明的特點(diǎn)如下
本發(fā)明的特點(diǎn)是(l)采用酸性硫酸鹽體系，不添加其它導(dǎo)電鹽，鍍液維護(hù)容易；(2)運(yùn)用 聚乙二醇增強(qiáng)了十八烷基二甲基芐基氯化銨在鍍液中的溶解性能，獲得鍍層較為平整光亮。 (3)合金鍍層具有與鋅鍍層類(lèi)似的納米片狀結(jié)構(gòu)特征。


圖1為本發(fā)明Zn-Mg合金鍍層的XRD表征譜圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)將本發(fā)明的具體實(shí)施例敘述于后。 實(shí)施例l
本實(shí)施例中的制備過(guò)程和步驟如下
a. 首先配制酸性硫酸鹽鍍液，將50g的結(jié)晶硫酸鋅和200g的結(jié)晶硫酸鎂溶于蒸餾水中配 制成1L的鍍液，加入濃硫酸調(diào)節(jié)PH值為0.85;
b. 然后加入十八垸基二甲基芐基氯化銨和聚乙二醇兩種表面活性劑；十八垸基二甲基芐 基氯化銨的濃度為2g/L，聚乙二醇的濃度為2g/L;鍍液的溫度為60'C;
c. 采用直流電鍍方法進(jìn)行電沉積；在盛有上述硫酸鹽鍍液的電鍍槽中，以被鍍材料鋼板 為陰極，以鉑片為陽(yáng)極，通入2.5A/cn^的直流電流；，電鍍3min;最終得到鎂含量為0.6 wt.% 的鋅鎂合金鍍層，鍍層較為光亮。
權(quán)利要求
1、一種鋅鎂合金鍍層的制備方法，其特征在于具有以下的過(guò)程和步驟a.首先配制酸性鍍液，將一定量的硫酸鋅配制成濃度為50～150g/L的溶液，將一定量的硫酸配制成濃度為150～300g/L的溶液；并采用硫酸調(diào)節(jié)其pH值為0.5～2.5；b.加入表面活性劑，即加入十八烷基二甲基芐基氯化銨和聚乙二醇兩者混合的表面活性劑；十八烷基二甲基芐基氯化銨的濃度為1～3g/L，聚乙二醇的濃度為1～3g/L；c.采用直流電鍍方法進(jìn)行電沉積；在盛有上述硫酸鹽鍍液的電鍍槽中，以被鍍材料鋼板為陰極，以鉑片為陽(yáng)極，通過(guò)直流電流，電流密度為3～5A/cm2，電鍍時(shí)間為2～6分鐘；電鍍槽中鍍液的溫度為50～80℃；最終得到鋅鎂合金鍍層，鍍層中鎂的含量在0.2～1.0wt％之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在酸性水溶液中電沉積制備鋅鎂合金鍍層的方法，屬金屬表面防腐處理技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的制備方法步驟如下(1)配制酸性鍍液，即濃度為50～150g/L的硫酸鋅溶液和濃度為150～300g/L的硫酸鎂溶液，再用硫酸調(diào)節(jié)pH值至0.5～2.5；(2)加入混合表面活性劑，即加入十八烷基二甲基芐基氯化銨及聚乙二醇；(3)采用直流電鍍進(jìn)行電沉積，以被鍍材料鋼板為陰極，有鉑片為陽(yáng)極，通入直流電流，電流密度為3～5A/cm²，電鍍時(shí)間為2～6分鐘，電鍍液的溫度為50～80℃；最終獲得鎂含量為0.2～1.0wt％的鋅鎂合金鍍層；該鍍層有極強(qiáng)的防腐蝕能力。
文檔編號(hào)C25D5/26GK101565843SQ200910052049
公開(kāi)日2009年10月28日 申請(qǐng)日期2009年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月26日
發(fā)明者伍玉琴, 李謀成, 沈嘉年, 王大亮, 辛森森 申請(qǐng)人:上海大學(xué)