[发明专利]改善镁和镁合金基材浸锌的组合物和工艺

说明书

技术领域

本发明涉及应用至由镁和镁合金形成的基材的浸锌领域。更具体而言，本发明涉及用于将锌酸盐镀层施加至该基材的改善的组合物和工艺。

背景技术

在金属电镀领域中，一直以来公知的是，镁和镁合金基材是其中最难使用其它金属进行电镀的金属基材。为了使各种金属在镁和镁合金基材上获得可靠的良好镀层，曾经尝试使用多种组合物和工艺。然而，由此所获得的镀层没能在以下方面令人满意：基材上所形成的层的质量、所需要的工艺的复杂性或二者兼有。所形成的层的质量在下列方面不能令人满意：附着性、覆盖完整性、赋予镁或镁合金基材的外观或保护性中的一种或多种。

由于镁和镁合金基材是难以镀有其它金属的金属基材，长久以来持续存在对用于此类基材浸锌的改善的组合物和工艺的需求。尽管动机明确且进行了多种尝试，至今仍然没能满足此长久以来从持续存在的需求，且继续存在。

发明内容

本发明为在镁或镁合金基材上提供具有高附着性的金属镀层的问题提供解决方案，所述方案通过提供用于镁和镁合金基材浸锌的改善的组合物和工艺来实现。与通过使用现有技术中的浸锌组合物和工艺相比，本发明提供的锌酸盐镀层得到显著的改善。

因此，在一种实施方式中，本发明涉及一种含水浸锌组合物，其pH为约8至约11且包含锌离子、配位剂、氟离子和还原剂。

在另一种实施方式中，本发明涉及用于镁或镁合金基材浸锌的非电解工艺，其包括：将所述基材浸泡在非电解含水浸锌组合物中一段时间，该时间足以使锌酸盐沉积在所述基材上，其中，所述组合物包含锌离子、配位剂、氟离子和还原剂且其pH在约8至约11范围内。

在另一实施方式中，本发明涉及用于镁或镁合金基材浸锌的非电解工艺，其包括：制备非电解含水组合物，所述组合物包含锌离子、配位剂以及氟离子，且所述组合物的pH在约8至约11范围内；向所述组合物添加还原剂，还原剂的添加量足以改善锌酸盐在镁或镁合金基材上的沉积；以及将所述基材浸泡在所述组合物中一段时间，该时间足以使锌酸盐沉积在所述基材上。

在一种实施方式中，所述配位剂以如下方式提供：焦磷酸盐、三聚磷酸盐、磷酸盐或其中的两种或更多种的混合物。

在一种实施方式中，所述盐包括钾、钠或铵阳离子或它们的混合物。

在一种实施方式中，所述锌离子以如下方式提供：硫酸锌、醋酸锌、氧化锌、氯化锌、氟化锌、柠檬酸锌或磺酸锌中的一种或多种。

在一种实施方式中，所述氟离子以如下方式提供：氟化钾、氟化钠、氟化锌、氟化铵或氟化氢铵中的一种或多种。

在一种实施方式中，所述还原剂以如下方式提供：次磷酸盐、硼烷化合物、硼氢化物、肼、烷基和/或芳基取代的肼、亚磷酸盐、羟胺、抗坏血酸、异抗坏血酸、甲醛、连二磷酸和磷酸中的一种或多种。

在一种实施方式中，所述组合物包含：

约0.005M至约1.5M的锌离子，

约0.01M至约2M的配位剂，

约0.0025M至约1.5M的氟离子，和

约0.005M至约1.5M的还原剂。

在一种实施方式中，与不存在还原剂的相同工艺相比，锌酸盐的沉积和/或其至少一种性质得到改善。

在一种实施方式中，所述还原剂的量足以改善沉积在基材上的锌酸盐的至少一种性质，其中所述至少一种性质包括明亮度、颜色、光泽度、与基材的附着性和厚度均匀性中的一种或多种。

因此，本发明在于并提供一种解决长久已来对用于镁和镁合金基材浸锌的改善的组合物和工艺的持续需要的令人满意的解决方案，为用于将此类基材镀覆其它金属作准备。

具体实施方式

在本申请的公开内容和权利要求书中，示出的范围和比例中的限值可以包括在内，且所有范围被视为包括所有单位增量的子范围。

在本申请的公开内容和权利要求书中，在可选项的列单中，其内容被视为包括列出的各可选项与其它可选项的任何可能的组合，因此所有可能的可选项的每一种组合均包括在本发明公开内容的范围内。另外，列出的可选项组中的任何单独的元素可以从列单中删除，且由删除而产生的每一个子组合均包括在本发明的公开内容的范围内。

基材

应用于本发明的组合物和工艺的基材包括多种的制品(articles)，这些制品的共同之处在于它们都是由镁或镁合金形成。镁合金在例如ISO 16220：2005、ASTM B94-07镁合金压模铸件的标准规范和多种其它工业、军用和/或政府标准中有定义。如本文中所使用的，术语“镁”和“镁合金”被定义为包括本领域已知的那些材料。