[发明专利]在氯化钙环境中具有增强的耐腐蚀性的铬合金涂层

说明书

技术领域

本发明一般涉及一种用附着性金属铬基涂层(优选地为装饰 性铬涂层)覆盖制品的方法。与传统铬沉积物相比，本发明的铬基 涂层使制品更具耐腐蚀性，特别是在含氯化钙的环境中。

背景技术

铬早已存在于工业涂层中。铬的化学及机械性质使其适合许 多应用，包括工程应用及装饰应用。工程应用通常定义为其中铬 层相对较厚(例如大于10微米)的应用，而装饰应用通常具有约 0.2～1.0微米的薄层。在装饰应用中，铬沉积通常呈现具有浅蓝色 调的镜面金属终饰。

在本发明的一个具体实施例中，主要针对装饰涂层的应用领 域。使其适合这些装饰应用的铬性质包括其吸引人的颜色及高硬 度，即使薄层也能提供相当的耐划痕性。

沉积大量铬层的最节省成本的方法为电镀，其传统上用于从 含六价铬化合物的电解质中将铬沉积。此电镀浴效率较差，如此 累积厚铬涂层不具成本效益。因此，为了对基部基板提供元素耐 性及腐蚀保护，一种通常做法是首先涂布较厚的镍涂层(通常为10 至50微米之间)，然后在此镍涂层上仅涂布一薄层铬。镍涂层可 由单层组成或由二、三或甚至四个不同层的组合组成，以对基板 材料提供最大的腐蚀保护并维持涂层的装饰外观。根据制品的基 板材料，可在镍底涂层之前应用其它预处理和金属涂层，例如在 由ABS或其它非导电性材料、或由锌压铸材料制造的零件的情形。 上述处理通常为本领域技术人员所公知。

例如而非限制性的，这些类型的装饰涂层的通常商业应用包 括商店设备、卫生设备(如水龙头、旋塞和淋浴接头)、及汽车饰件 (如保险杆、门把、栅栏和其它装饰饰件)。

上述镍/铬沉积物的耐腐蚀性传统上通过公知为CASS测试的 方法进行测量，按照国际公认标准ASTM B368来应用。其包括于 温度49℃的密闭室中将电镀制品暴露于腐蚀性喷雾(包含氯化钠、 氯化铜与乙酸的水溶液)中。在设定的暴露时间后，检视制品外观， 按照ASTM B537评估其腐蚀保护程度。

所需腐蚀保护程度取决于电镀制品(例如外部或内部汽车饰 件)可能遭遇的环境。推荐的沉积物的通常厚度及类型归纳于 ASTM标准B456与B604中。通常汽车公司需要内部饰件用零件 可承受24小时暴露于CASS，而外部零件通常需要防护多至72小 时的暴露时间。

这些腐蚀测试在基于氯化物的环境中进行，因为氯为剧烈腐 蚀性离子，而且在冬季期间，为了极安全地通过道路，通常的做 法是将氯化钠散布在路面上以利于溶冰和溶雪。因此外部汽车组 件暴露于氯离子中的概率很高。

在严冬环境，如加拿大和俄罗斯北部，氯化钠对溶雪不够有 效，而使用了替代盐。这些替代盐通常为氯化钙与氯化镁。

近年来，氯化钙的使用对于铬涂层产生的一个特殊问题对汽 车工业已显而易见。已发现在使用氯化钙的环境中，盐可与土壤 和泥巴一起干燥在汽车外部。当其发生于铬涂层上时，会发生特 定形式的加速腐蚀并且能有效地去除铬沉积物，而使镍沉积物暴 露。这降低了全部组合涂层的腐蚀保护，此外从汽车上清除这些 土壤时，铬沉积物因呈现污点、斑驳外观及黄斑而不美观。

因此汽车公司希望改进铬涂层对含氯化钙环境的耐性。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种可在装饰制品上产生耐腐蚀薄 层的铬电镀电解质。

本发明的另一个目的是在装饰制品上提供一种铬合金涂层， 该铬合金涂层特别是在含氯化钙环境中提供增强的耐腐蚀性。

本发明的又一个目的是按照本发明在装饰制品上提供一种铬 -硫合金涂层。

在一个实施方案中，本发明一般涉及一种改进的铬电镀浴， 其包含：

a.水溶性三价铬盐；

b.至少一种三价铬离子用络合剂；

c.氢离子源，其浓度为足以产生2.8～4.2的pH；

d.pH缓冲化合物；及

e.含硫有机化合物。

在另一个实施方案中，本发明一般涉及一种在制品上提供耐 腐蚀性铬合金涂层，以在该制品上提供改进的耐腐蚀性的方法， 此方法包含以下步骤：

(a)将制品适当地清洁及预处理；

(b)通过电解或非电解手段用一种或多种以下物质涂覆所述 制品：钯、锡、铜、镍、或所需的其它金属或合金，及