[发明专利]一种用于形成厚的镀锌层的镀锌液及制备方法和应用

说明书

技术领域

    本发明涉及一种用于形成厚的镀锌层的镀锌液及制备方法和应用。

背景技术

在过去的很长一段时间里，因为氰化物镀液稳定性好，均镀能力强，镀层细致，耐蚀性好等原因，氰化物镀锌工艺被广泛采用。但是，由于氰化物镀锌过程中析氢严重，导致镀锌层具有很高的脆性，再加上氰化物镀锌溶液具有很高的毒性，废水处理困难，对大气和地下水污染严重，现在碱性镀锌和弱酸性镀锌工艺被逐渐开发并用于工业电镀来替代氰化物镀锌。相对应氰化物镀锌工艺，碱性镀锌工艺对环境的破坏力大大降低，但镀液的电流效率不高（约70%），大量氢的析出而产生的渗氢使金属基体发生“氢脆”的问题比较严重，加重了电镀锌后去氢的负担，碱性镀锌液中大量有机添加剂的采用使镀层的脆性增加，而且镀层越厚，脆性问题越严重。

基于镀锌层的特性，在电流密度为1-5A/dm²，且镀层厚度达到20μm以上时，镀层就会具有很高的脆性，容易发生镀层开裂、有气孔等问题。因此，实际生产中，较低的电流密度和较短的电镀时间是降低镀锌层脆性的常用方法，这种工作方式获得的镀锌层的有效厚度仅为5-20μm，即很难获取较厚的镀锌层。

尽管有人（申请号90110089.7）已经提出了高于10A/dm²的工作电流密度，但其只适用于电镀时间较短（几十秒）的对分散能力和覆盖能力要求不高的线材电镀。这在一定程度上限制了镀锌层的应用范围。

发明内容

本发明的目的为了解决上述的在电流密度为1-5 A/dm²，且镀层厚度达到20μm以上时，镀层就会具有很高的脆性，容易发生镀层开裂、有气孔等技术问题而提供一种用于形成厚的镀锌层的镀锌液，该镀锌液在电流密度为1-15 A/dm²，且镀层厚度可以达到34-100μm，所得的镀锌层致密、均匀、光亮、无裂纹。

本发明的技术方案

一种用于形成厚的镀锌层的镀锌液，按每升计算，其原料组成及含量如下所示：

氯化锌            60-100g/L

氯化钾            180-220g/L

硼酸              20-35g/L

组合光亮剂        10-20g/L

柔软剂            0.2-1.2g/L

有机溶剂          1-20mL/L

余量为水；

所述的组合光亮剂为由苄叉丙酮、苯甲酸钠与平平加组成的混合物，按质量比计算，苄叉丙酮：苯甲酸钠：平平加为1:1.5-2:4.5-8.5；

所述的柔软剂为稀土添加剂，所述的稀土添加剂为氯化镧或氯化铈；

所述的有机溶剂为乙醇、丁醚或乙二醇甲醚。

上述的一种用于形成厚的镀锌层的镀锌液的制备方法，具体包括如下步骤：

将氯化锌、氯化钾、硼酸、组合光亮剂和柔软剂先用少量水溶解，然后加入有机溶剂混合均匀，然后用水进行定容，即得到用于形成厚的镀锌层的镀锌液。

利用上述的一种用于形成厚的镀锌层的镀锌液形成厚的镀锌层的方法，具体包括如下步骤：

（1）、基体的清洗

用砂纸对金属基体进行打磨抛光后，然后将金属基体置于温度为  80-90℃、浓度为60g/L的氢氧化钠水溶液中除油，直到油除尽为止，然后用去离子水清洗，再将除油后的金属基体在质量百分比浓度为5%的稀硝酸水溶液中室温活化1min，取出后用去离子水清洗干净，用密封胶带将金属基体待镀镀锌层的反面进行绝缘封闭待用；

所述的金属基体为铜、铁或不锈钢；

（2）、将清洗干净的金属基体当做电镀的阴极，接入直流电源的负极，待镀镀锌层的一面对准阳极，用锌板做阳极，接入直流电源的正极，在用于形成厚的镀锌层的镀锌液中控制温度为25-35℃、pH值5～6、电流密度为1-15A/dm²进行电镀15-120min，即在金属基体的待镀镀锌层的一面得到一层厚34-100μm的镀锌层。

本发明的有益结果

本发明的一种用于形成厚的镀锌层的镀锌液，由于含有稀土添加剂，从而改善了镀液的分散能力，使镀液的电流密度工作范围得到提高，同时稀土添加的加入也使电流密度的分布更加均匀，降低了氢气析出，从而避免了镀厚的镀锌层时，镀锌层产生脆性。