[发明专利]一种航空航天电器配件的锌镉合金复合镀层及其制备方法

说明书

本发明提供了一种航空航天电器配件的锌镉合金复合镀层及其制备方法，涉及防护材料技术领域。本发明提供的锌镉合金复合镀层，包括依次设置在铝合金基体表面的化学沉锌层、镍镀层、锌镉合金镀层、硅烷无铬钝化层和石墨烯封闭层。本发明先在铝合金基体表面设置化学沉锌层和镍镀层，有利于提高锌镉合金镀层与铝合金基体的结合强度；所述锌镉合金镀层具有优异的耐蚀性，代替传统航空航天零部件的镀镉层，能够大幅度降低镉对环境的污染；本发明采用硅烷无铬钝化层代替高毒性的六价铬钝化层，能够避免六价铬对环境的污染；本发明在硅烷无铬钝化层的表面设置石墨烯封闭层能够克服硅烷无铬钝化层耐候性差的技术缺陷。

技术领域

本发明涉及防护材料技术领域，具体涉及一种航空航天电器配件的锌镉合金复合镀层及其制备方法。

背景技术

航空航天电器配件通常采用铝合金材料加工制作，需要采用镀镉和六价铬钝化制备高耐蚀性的防护层。民品镀锌及锌镍合金采用三价铬钝化已经取得了长足的进步，但三价铬钝化层不具备自修复性，不能满足军品产品的技术要求。因此，一直以来航空航天产品的镀镉等镀层都采用六价铬钝化，但六价铬钝化却存在高污染问题，对人类健康和自然环境都有很大的破坏作用。

采用溶剂型硅烷无铬钝化剂制备的钝化层具备自修复性(参见赖奂汶，郭崇武，《高性能无铬钝化技术》，电镀与环保，2012年第6期：35-37)，但这种钝化层却存在耐候性差的缺点，在自然环境中放置一年表面就会出现白色粉末，导致耐蚀性下降，因此，采用这种钝化剂制备航空航天产品的保护层仍不能满足航天工业的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种航空航天电器配件的锌镉合金复合镀层及其制备方法。本发明提供的锌镉合金复合镀层具有优异的耐候性和耐蚀性，采用硅烷无铬钝化层能够避免六价铬对环境的污染。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种航空航天电器配件的锌镉合金复合镀层，包括依次设置在铝合金基体表面的化学沉锌层、镍镀层、锌镉合金镀层、硅烷无铬钝化层和石墨烯封闭层。

优选地，所述镍镀层的厚度为1～8μm；所述锌镉合金镀层的厚度为 8～28μm；所述硅烷无铬钝化层的厚度为0.5～2μm；所述石墨烯封闭层的厚度为2～4μm。

本发明提供了上述技术方案所述航空航天电器配件的锌镉合金复合镀层的制备方法，包括以下步骤：

在铝合金基体表面依次制备化学沉锌层、镍镀层、锌镉合金镀层、硅烷无铬钝化层和石墨烯封闭层。

优选地，所述锌镉合金镀层采用电镀工艺制备；所述锌镉合金镀层采用的电镀液包括氯化锌30～50g/L，氯化镉10～25g/L，氯化钾140～180g/L，配位剂100～160g/L，光亮剂1.5～2.5mL/L，辅助剂25～35mL/L。

优选地，所述配位剂的制备原料包括组分A和组分B；所述组分A和组分B的质量比为7：6～10；

所述组分A包括氨三乙酸和甘氨酸；所述氨三乙酸和甘氨酸的质量比为 7：4～6；

所述组分B包括柠檬酸、酒石酸、葡萄糖酸和苹果酸中的一种或两种。

优选地，所述光亮剂的制备原料包括组分C、组分D、组分E、组分F 和组分G；所述组分C、组分D、组分E、组分F和组分G的质量比为30～60： 30～50：100～150：20～30：40～70；

所述组分C为2,3-二甲基苯甲醛、2,5-二甲基苯甲醛、2,6-二甲基苯甲醛、 3,4-二甲基苯甲醛和3,5-二甲基苯甲醛中的一种或两种；

所述组分D包括3-甲氧基-4-羟基苯甲醛、3,4-二甲氧基苯甲醛和4-甲氧基苯甲醛中的一种或两种；