本發(fā)明屬于金屬表面處理技術領域,具體地,涉及一種網罩用電鍍鉻溶液及其電鍍鉻方法。
背景技術:
鉻是一種微帶藍色的銀白色金屬,相對原子質量51.99,密度6.98~7.21g/cm3,熔點為1875~1920℃,金屬鉻在空氣中極易鈍化,表面形成一層極薄的鈍化膜,從而顯示出貴金屬的性質。
鍍鉻層具有很高的硬度,根據鍍液成分和工藝條件不同,其硬度可在很大范圍400~1200HV內變化。鍍鉻層有較好的耐熱性,在500℃以下加熱,其光澤性、硬度均無明顯變化,溫度大于500℃開始氧化變色,大于700℃硬度開始降低。鍍鉻層的摩擦系小數,特別是干摩擦系數,在所有的金屬中是最低的。所以鍍鉻層具有很好的耐磨性。
鉻鍍層具有良好的化學穩(wěn)定性,在堿、硫化物、硝酸和大多數有機酸中均不發(fā)生作用,但能溶于氫氯酸(如鹽酸)和熱的硫酸中。
經電鍍鉻處理后,模具、工件有如下優(yōu)點:
1、表面平整、光潔、易于脫模;2、防銹;3、電鍍過程中原零件變形小,表層鍍鉻后可增強硬度(HR65以上),耐高溫達500℃、耐腐蝕、防酸、耐磨損。
然而,電鍍鉻工藝中經常存在電流效率低,而且采用六價鉻的電鍍液對人體和環(huán)境有較大的危害性,因此電鍍鉻技術領域中的技術人員在嘗試電鍍鉻溶液的替代品,例如錫-鈷或錫-鈷-鋅三元合金可代替裝飾性鍍鉻,化學鍍鎳-磷或鎳-硼合金或一種鐵基合金可代替耐磨鍍鉻等,但鉻層因有其特殊的優(yōu)點和用途,難以全部取代。
從化合價來分,鍍鉻溶液可分六價鉻和三價鉻兩種,六價鉻毒液毒性較大,而且電流效率低,一般標準六價鉻電鍍液電流效率只有13%左右,三價鉻鍍液則有電流效率高、鍍液毒性低等優(yōu)點,但控制起來較為困難,且鍍層色澤欠佳,因此難以推廣。
對于防銹切削液,目前國內主要存在如下文獻:
專利公開號:CN105696028A,公開了一種可以用三價鉻電鍍厚鉻的電鍍溶液及電鍍方法,有效解決了三價鉻鍍層不能增厚的問題。該三價鉻電鍍溶液的鍍液成份為:氯化鉻0.4~1.2mol/L,配位劑0.5~3.0mol/L,緩沖劑0.1~0.8mol/L,導電鹽0.5~2.0mol/L,有機添加劑3~35g/L,其余為水。采用氯化物鍍液體系和高密度石墨陽極,在25~45A/dm2的電流密度下制備出表面平整,結晶致密,與基體結合力好,厚度達到60μm以上的三價鉻鍍層,鍍層硬度HV800以上。然而,該專利提供的電鍍熔液雖然采用三價的氯化鉻,但是其成分簡單,電鍍效果值得商榷,且不適用于網罩電鍍鉻。
技術實現要素:
為解決上述存在的問題,本發(fā)明的目的在于提供一種網罩用電鍍鉻溶液及其電鍍鉻方法,所述電鍍鉻溶液采用三價鉻鹽,對環(huán)境友好,有利于生產人員身體健康,不含鉛鎘汞等有害金屬,鍍層厚度高,硬度強,耐腐蝕能力強。
為達到上述目的,本發(fā)明的技術方案是:
一種網罩用電鍍鉻溶液,所述溶液包括如下重量份的成分:三價鉻鹽:40~50份,硫酸銨:20~30份,硫酸鋁:15~25份,硫酸鎂:15~30份,硫酸:10~20份,十二烷基硫酸鈉:5~10份,納米氮化鋁:5~10份,十二烷基苯磺酸鈉:1~5份,絡合劑:1~5份,配位劑:1~5份,導電鹽:1~5份,緩沖劑:1~5份,有機添加劑:1~5份,去離子水:80~100份。
進一步,所述溶液包括如下重量份的成分:三價鉻鹽:45~50份,硫酸銨:20~25份,硫酸鋁:15~20份,硫酸鎂:20~30份,硫酸:10~16份,十二烷基硫酸鈉:5~8份,納米氮化鋁:7~10份,十二烷基苯磺酸鈉:1~3份,絡合劑:2~5份,配位劑:3~5份,導電鹽:1~4份,緩沖劑:4~5份,有機添加劑:3~5份,去離子水:80~90份。
優(yōu)選地,所述溶液包括如下重量份的成分:三價鉻鹽:45份,硫酸銨:25份,硫酸鋁:20份,硫酸鎂:25份,硫酸:15份,十二烷基硫酸鈉:6份,納米氮化鋁:8份,十二烷基苯磺酸鈉:2份,絡合劑:3份,配位劑:4份,導電鹽:3份,緩沖劑:5份,有機添加劑:3份,去離子水:90份。
另,所述三價鉻鹽為硫酸鉻、堿式硫酸鉻、三氯化鉻、碳酸鉻、乙酸鉻,甲酸鉻或氫氧化鉻。
另有,所述絡合劑為蘋果酸、酒石酸、草酸、甲酸、檸檬酸、5-磺基水楊酸、亞氨基二乙酸、天門冬氨酸或乙酸。
再,所述配位劑為乙醇酸、甲醇、尿素或乙內酰脲。
再有,所述導電鹽為氯化鈉或氯化銨。
且,所述有機添加劑為聚乙二醇、聚乙烯醇、丁炔二醇、聚乙烯亞胺或烷基酚聚氧乙烯醚。
同時,本發(fā)明還提供一種采用網罩用電鍍鉻溶液對網罩進行電鍍的方法,所述電鍍方法包括如下步驟:
1)配置電鍍鉻溶液
將納米氮化鋁加入十二烷基苯磺酸鈉中,加入20~30份去離子水,在600~800轉/分的轉速下剪切分散15~20分鐘,在1000~1200轉/分的轉速下,剪切5~10分鐘,按照配比,加入所述三價鉻鹽、硫酸銨、硫酸鋁、硫酸鎂、硫酸、十二烷基硫酸鈉、絡合劑、配位劑、導電鹽、緩沖劑、有機添加劑及剩余去離子水,在500~600轉/分轉速下攪拌10~15分鐘,混合均勻,采用超聲波分散,分散功率700~800W,分散時間10~15分鐘,得所述電鍍鉻溶液;
2)網罩電鍍鉻
取步驟1)所得電鍍鉻溶液,在700~800轉/分的轉速攪拌2~3小時,電鍍液pH值為2~3,將待鍍網罩除油、除銹清洗干凈,打磨光滑,作為陰極,石墨作為陽極,浸入電鍍鉻溶液中,溶液溫度40~55℃,陰極電流密度:15~25A/dm2,電鍍時間1~2小時,電鍍過程中攪拌,轉速為150~200轉/分。
另,鍍層厚度為50~80μm。
本發(fā)明的有益效果在于:
所述電鍍鉻溶液采用三價鉻鹽,對環(huán)境友好,有利于生產人員身體健康,經檢測,不含鉛鎘汞等有害金屬,添加納米氮化鋁,提升鍍層活性,添加絡合劑,配位劑,導電鹽,緩沖劑,有機添加劑,增強鍍層厚度,鍍層厚度高達50~80μm,硬度高達HV高達1000~1100,耐腐蝕能力強,耐鹽霧測試10~15天鍍層不變色。
具體實施方式
以下實施例用于說明本發(fā)明,但不能用來限制本發(fā)明的范圍。實施例中采用的實施條件可以根據廠家的條件作進一步調整,未說明的實施條件通常為常規(guī)實驗條件。
本發(fā)明所提供的一種網罩用電鍍鉻溶液,所述溶液包括如下重量份的成分:三價鉻鹽:40~50份,硫酸銨:20~30份,硫酸鋁:15~25份,硫酸鎂:15~30份,硫酸:10~20份,十二烷基硫酸鈉:5~10份,納米氮化鋁:5~10份,十二烷基苯磺酸鈉:1~5份,絡合劑:1~5份,配位劑:1~5份,導電鹽:1~5份,緩沖劑:1~5份,有機添加劑:1~5份,去離子水:80~100份。
進一步,所述溶液包括如下重量份的成分:三價鉻鹽:45~50份,硫酸銨:20~25份,硫酸鋁:15~20份,硫酸鎂:20~30份,硫酸:10~16份,十二烷基硫酸鈉:5~8份,納米氮化鋁:7~10份,十二烷基苯磺酸鈉:1~3份,絡合劑:2~5份,配位劑:3~5份,導電鹽:1~4份,緩沖劑:4~5份,有機添加劑:3~5份,去離子水:80~90份。
優(yōu)選地,所述溶液包括如下重量份的成分:三價鉻鹽:45份,硫酸銨:25份,硫酸鋁:20份,硫酸鎂:25份,硫酸:15份,十二烷基硫酸鈉:6份,納米氮化鋁:8份,十二烷基苯磺酸鈉:2份,絡合劑:3份,配位劑:4份,導電鹽:3份,緩沖劑:5份,有機添加劑:3份,去離子水:90份。
另,所述三價鉻鹽為硫酸鉻、堿式硫酸鉻、三氯化鉻、碳酸鉻、乙酸鉻,甲酸鉻或氫氧化鉻。
另有,所述絡合劑為蘋果酸、酒石酸、草酸、甲酸、檸檬酸、5-磺基水楊酸、亞氨基二乙酸、天門冬氨酸或乙酸。
再,所述配位劑為乙醇酸、甲醇、尿素或乙內酰脲。
再有,所述導電鹽為氯化鈉或氯化銨。
且,所述有機添加劑為聚乙二醇、聚乙烯醇、丁炔二醇、聚乙烯亞胺或烷基酚聚氧乙烯醚。
同時,本發(fā)明還提供一種采用網罩用電鍍鉻溶液對網罩進行電鍍的方法,所述電鍍方法包括如下步驟:
1)配置電鍍鉻溶液
將納米氮化鋁加入十二烷基苯磺酸鈉中,加入20~30份去離子水,在600~800轉/分的轉速下剪切分散15~20分鐘,在1000~1200轉/分的轉速下,剪切5~10分鐘,按照配比,加入所述三價鉻鹽、硫酸銨、硫酸鋁、硫酸鎂、硫酸、十二烷基硫酸鈉、絡合劑、配位劑、導電鹽、緩沖劑、有機添加劑及剩余去離子水,在500~600轉/分轉速下攪拌10~15分鐘,混合均勻,采用超聲波分散,分散功率700~800W,分散時間10~15分鐘,得所述電鍍鉻溶液;
2)網罩電鍍鉻
取步驟1)所得電鍍鉻溶液,在700~800轉/分的轉速攪拌2~3小時,電鍍液pH值為2~3,將待鍍網罩除油、除銹清洗干凈,打磨光滑,作為陰極,石墨作為陽極,浸入電鍍鉻溶液中,溶液溫度40~55℃,陰極電流密度:15~25A/dm2,電鍍時間1~2小時,電鍍過程中攪拌,轉速為150~200轉/分。
其中,表1本發(fā)明各實施例所提供的一種網罩用電鍍鉻溶液成分列表。
表1(單位:重量份)
本發(fā)明所提供的一種網罩用電鍍鉻溶液及其電鍍鉻方法,所述電鍍鉻溶液采用三價鉻鹽,對環(huán)境友好,有利于生產人員身體健康,經檢測,不含鉛鎘汞等有害金屬,添加納米氮化鋁,提升鍍層活性,添加絡合劑,配位劑,導電鹽,緩沖劑,有機添加劑,增強鍍層厚度,鍍層厚度高達50~80μm,硬度高達HV高達1000~1100,耐腐蝕能力強,耐鹽霧測試10~15天鍍層不變色。
需要說明的是,以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非限制。盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明,本領域的普通技術人員應當理解,可以對發(fā)明的技術方案進行修改或者等同替換,而不脫離本發(fā)明技術方案的范圍,其均應涵蓋在本發(fā)明的權利要求范圍中。