[发明专利]无氰沉锌溶液及使用该溶液的铝轮毂无氰电镀方法

说明书

技术领域

本发明涉及铝轮毂的电镀，具体涉及一种无氰沉锌溶液及使用该溶液的铝轮毂无氰电镀方法。

背景技术

在铝轮毂电镀中，由于铝轮毂基体表面自然氧化膜的存在，使得基体与其表面覆盖层的结合强度很差。为解决这一问题，通常采用沉锌处理，沉锌是铝件各种电镀前处理方法中最为简便、经济，也是工业上使用最多的工艺。锌层是电镀、化学镀的良好过镀层。邦得尔法使沉锌溶液多元合金化，改变了镀层的结合力，同时含氰沉锌溶液一直主导市场，因为氰化物的存在能得到比单独使用锌酸盐更加光滑、致密、均匀且颗粒细小的沉锌层，但氰化物遇酸生产氢氰酸，给环境和操作人员健康带来极大危害。

传统的铝轮毂电镀工艺包括镀前处理、两次沉锌、预镀镍/预镀无氰高密度铜、酸性光亮镀铜、抛光、前处理和镀多层镍铬的步骤。中国专利申请CN101063217A公开了一种无氰高密度铜镀液，并用预镀无氰高密度铜代替传统工艺的预镀镍步骤，不仅降低了成本，也提高了镀层的质量。但是，上述铝轮毂电镀工艺中仍使用有氰沉锌工艺。

发明内容

针对现有铝轮毂电镀工艺的缺陷，本发明的首要目的是提供一种在效果上可媲美现有有氰沉锌溶液的四元合金无氰沉锌溶液。

本发明的另一目的就是提供使用上述无氰沉锌溶液的安全、清洁并且镀层质量突出的铝轮毂无氰电镀方法。

本发明的目的通过以下的技术方案来实现：一种无氰锌溶液，主要由以下组份配制得到：

350-450mL/L开缸剂、8-12mL/L调整剂及120-130mL/L补充剂，其余为水。

所述开缸剂包括0.5-2.0g/L铜离子、0.1-0.8g/L铁离子、0.8-3.0g/L镍离子、8-16g/L锌离子和40-150g/L以氢氧化钠计的氢氧根离子；

所述的开缸剂中氢氧根离子是由氢氧化钠、氢氧化钾的一种或它们的混合物提供的；铜离子是由硫酸铜、氯化铜、硝酸铜和碱式碳酸铜中至少一种提供的；铁离子是由三氯化铁、硫酸铁和硝酸铁中的至少一种提供的；镍离子是由氯化镍、硫酸镍、硝酸镍和硫酸镍铵中的至少一种提供的；锌离子是由氧化锌、氯化锌和硫酸锌中的至少一种提供的。开缸剂为浓缩液体，用于配缸及金属离子和碱浓度的补充

所述调整剂是含有硝酸钠、亚硝酸钠、2-巯基苯并咪唑、苯并三氮唑、2-巯基苯并噻唑、聚乙二醇、乙基己基硫酸钠、硫脲、1，3-二乙基硫脲、羟甲基纤维素钠、L-甲硫氨基酸、联吡啶和磺基水扬酸中的至少一种组分的水溶液，调整剂的浓度为150-250g/L。调整剂含有辅助剂，可以细化结晶、使沉锌层致密的作用，用于配缸及补充。

所述补充剂是含有氢氧化钠、氢氧化钾、葡萄糖酸钠、酒石酸钾钠中的至少一种组分的水溶液，补充剂的浓度为400-550g/L。补充剂用于补充消耗的碱，是由氢氧化钠、氢氧化钾的一种或两种混合及部分辅助剂组成。

本发明提供一种铝轮毂无氰电镀方法，是在铝轮毂现有电镀方法中的沉锌步骤中使用本发明的无氰沉锌溶液。具体包括镀前处理、两次沉锌、预镀镍/预镀无氰高密度铜、酸性光亮镀铜、抛光、前处理和镀多层镍铬的步骤，特征是所述的两次沉锌步骤中使用上述的无氰沉锌液。

本发明优选地沉锌条件是：一次沉锌：18-25℃，30-120秒；二次沉锌：18-28℃，20-60秒。

为更好地实现本发明的无氰沉锌方法：

所述预镀镍步骤采用的镍镀液配方及操作条件如下表所示：

所述预镀无氰高密度铜步骤采用的镀液配方及操作条件如下表所示：

上表中所述的无氰高密度铜开缸剂、无氰高密度铜促进剂和无氰高密度铜pH值调整剂的配方参见中国专利申请CN101063217A。

相对现有技术，本发明具有如下的有益效果：

(1)本发明采用多元配合物添加剂代替氰化物的工艺，不含氰化物和强络合剂，无毒无害，废水处理简单，是目前国家大力和强制推广的清洁生产工艺。与传统的氰化物沉锌工艺相比，一个3000L的沉锌槽，一年可以节省500Kg的氰化钠，减少400m³含氰化物废水的处理。

(2)本发明的无氰沉锌工艺比现有市面上销售的无氰沉锌结晶更细致，结合力更佳，完全可以跟有氰沉锌相媲美。

(3)本发明的无氰沉锌工艺可以采用预镀镍和预镀无氰高密度铜工艺进行铝合金的后续电镀生产，完全取代传统的氰化物电镀工艺，实现真正意义上的清洁生产。

具体实施方式