[发明专利]制品电镀锌的方法

说明书

本发明涉及电镀，更确切地说，涉及在钢制品或锌、铝合金制品上电镀锌以获得防护或装饰镀层的方法。

目前，最大的困难在于复杂形状制品的镀锌。对此，含有有机添加剂的碱性电解质水溶液镀锌最为可取。为获得高质量镀层使这些电解液在工业上有使用的可能性，取决于有机添加剂的消耗量、工作电流密度的范围和电解液的分散能力。

在复杂形状制吕镀锌时的工作电流密度范围是指得到高质量镀锌层时的（电流密度）范围，其值取决于最难达到的（凹形）制品区段表面的工作电流密度值和最易达到的（凸形）制品区段表面的工作电流密度值。通常最易达到的区段表面的工作电流密度值高出最难达到的区段表面的工作电流密度值20倍以上。

人们已知，工作电流密度范围越宽，越可以在较大的给定电流密度下进行电镀而不使凸出区段表面的镀锌层烧焦，又不使复杂形状制品的凹陷区段表面的镀层变暗。

必须指出，在简单形状制品（为平板）表面上的工作电流密度值实际上等于由电路中的电流和被镀锌制品表面的电流之比所决定的电流密度的给定值。

众所周知，有机添加剂的消耗量是电解液和所得镀层质量的重要经营指标：添加剂消耗量越大，越需要经常修正电解液。此外， 添加剂消耗量越大，它在镀层中的含量也越大，导致镀层的物理机械性能的降低，例如增加镀层的内应力（即降低镀层的塑性）。而且，增加添加剂的消耗量会降低镀锌过程的经济指标。

利用镀锌电解液的先决条件，是在保证复杂形状制品的各个区段具有所需要的镀层的前提下，对锌的需求量经济，即电解液应该有高度的分散能力。

制品如钢制品或者锌基合金或铝基合金合金制品电镀锌的已知方法是，从碱性镀锌电解质水溶液中把锌沉积在上述制品的表面，电解液的组成如下，克/升：

氧化锌    5.5-21.8

苛性钠    130-200

有机添加剂    0.1-1

聚胺砜    1-10

（US-A-4030987）

获得所述聚胺砜的方法是将30-70%二甲基二烯丙基氯化铵溶于二甲基亚砜的溶液在聚合引发剂-过硫酸铵的存在下，并用二氧化硫饱和该溶液，在温度30-50℃进行聚合，历时20-72小时，随后分离出所需的产物（JP-A-343/1970）。

上述聚胺砜还可以用共聚合的方法获得，例如在波长为300-450nm的光束照射下使二甲基二烯丙基氯化铵与二氧化硫聚合，随后分离出目的产物（JP-A-37033/1970）。

在上述方法中所用镀锌电解液的缺点是在电解液的成分中有芳香醛，由于它的分散而需要经常按上述添加量修正电解液的成分。例如，在含有267毫升上述碱性镀锌电解水溶液的“赫尔”（ХуЛЛа）槽内电解时，其最佳组成为（克/升）：氧化锌-15，苛性碱-130，甲氧基苯甲醛-0.5，聚胺砜-3，电流2安培，电解质温度25℃，电解持续时间10分钟，在完成5-15块钢板的镀锌后就要添加芳香醛以修正电解液。

在上述方法中使用的镀锌电解液的工作能力在电解时可以保持而不需修正有机添加剂的（芳香醛及聚胺砜）电解液的成分，如果在电解时间内通过1升电解液的电量不超过100安培·小时。

此外，电解液组成的不稳定性导致镀锌层的塑性降低和锌的沉积速度降低。

US-A-4030987描述，锌从电解液沉积所得到的镀锌层有令人满意的塑性。例如，把镀锌层厚度为8微米的钢板弯曲180°一次，镀层不起皮。

在使用上述电解液时工作电流密度的范围（0.05-27A/dm²）不允许强化复杂形状制品的镀锌过程。当工作电流密度为3A/dm²（该电流密度从所述工作电流密度范围内选定时，锌从上述组分的电解液中沉积的速度不得超过0.7微米/分钟。

该组分电解液的特征是分散能力不够。分散能力是根据在“赫尔”槽内的钢质阴极上测得的锌的分布数据计算的，其分散能力为50-60%。在给定的电流密度为1-5A/dm²的范围内，使用上述最佳组成的电解液，电解液温度为25℃，电解持续时间按平均镀锌层厚度为10微米计算时，在模拟复杂形状制品的“莫 来尔”（МоЛера）十段狭槽内测得的分散能力为40-55%（Н.Т.КуДрЯ    Це“金属电镀”1979，“ХИМИЯ”，70-77页）。