[发明专利]稀土铝锌合金阳极材料及其稀土盐电镀工艺

说明书

本发明涉及电镀、电沉积技术领域中新型稀土铝锌合金阳极材料及其稀土盐电镀工艺。即通过本发明所提供的新型稀土铝锌合金阳极材料及其电镀工艺，在含有稀土盐的电镀液中对钢铁制品进行电镀，最终形成具有特殊表面膜的电沉积合金层，致密地镀覆在不同形状的钢基表面上，如各类待镀覆钢丝或者其它钢铁制品。

在本发明以前，国内外钢丝与钢铁制品的防腐镀层，主要有电镀锌、热浸镀锌、铝、锌铝合金等不同镀层体系，即利用上述工艺方法，在钢铁制品(如各类规格的钢丝等)表面镀覆耐腐镀层用来实现对基体金属的防护。众所周知，传统的镀锌是钢铁材料的最经济、最常用的防护性覆盖层。但随着全球大气质量恶化，各类金属镀层腐蚀日益加剧，单金属镀层，特别是锌镀层的抗腐蚀能力以及使用寿命显然无法满足现代工业的材料保护要求。

本发明的目的在于提供一种电镀、电沉积技术领域中新型电镀工艺。本发明的特征是：其一，在锌基金属材料中添加稀土、铝等合金元素，形成稀土铝锌合金材料，用来取代原电镀锌的锌阳极：其二，在各类不同体系电镀用电解液中加入成份与含量各不相同的稀土复合盐类，以改善镀覆工艺条件。本技术方案中的“稀土处理”工艺方法，可使形成的含有微量稀土铝锌合金的镀层致密地沉积在不同规格的钢基材料上，如各类待镀覆的钢丝或者其它钢铁制品表面，从而成为可靠的保护性镀层。

本发明的目的与特点是基于本发明的技术工艺方案实现的。

其中，稀土铝锌合金阳极材料成份组成为：Al＝4.2-5.2％、R_E＝1.0％、Pb＜0.03％、Fe＜0.03％、Cd＜0.001.％、Cu＜0.001％，余量为Zn，其中所述的Pb、Fe、Cd、Cu杂质总量不大于0.080％，以上所述的百分比均为重量百分比。

其中，稀土盐电镀工艺包括：将待镀钢丝经去脂、酸洗等一系列综合预处理后进入含有氯化稀土盐、锌盐、镍盐、硼酸、稀硫酸以及商品电镀光亮剂的电镀液中，进行电镀工艺处理；电镀槽中置有特制的稀土铝锌合金阳极材料；钢丝引出后经水洗、烘干后上卷或者送绞；其中，所述的电镀液组成为：ZnSO₄＝350-510g/l，H₃BO₃＝30-50g/l，R_ECl₃＝15-18g/l，NiSO₄＝30-50g/l，NaSO₄＝15-35g/l，商品电镀光亮剂“SL-30”＝15-20g/l，并添加适量H₂SO₄保持PH值＝4.5-5.5的水溶液；其中所述的特制的稀土铝锌合金材料成份组成为：Al＝4.2-5.2％、R_E＝1.0％、Pb＜0.03％、Fe＜0.03％、Cd＜0.001.％、Cu＜0.001％，余量为Zn，其中Pb、Fe、Cd、Cu杂质总量不大于0.080％；其中所述钢丝运行速度ν＝18m/min、j_k＝10-15A/dm²，电镀槽有效长度L＝6000mm。

本发明所提供的稀土铝锌合金阳极材料可以用来制备新型稀土铝锌合金覆盖层材料，所制备的镀覆层结构为：最表层是由Re₂O₃+Al₂O₃+NiO构成的复合金属氧化膜、次表层是Zn-R_E-Al混合沉积合金层；其中最表层厚度为10-50nm，次表层厚度为800-1000nm；次表层成分含量为R_E＝0.3-0.5％、Al＝0.6-0.8％、Ni＝1.6％(wt)，余量为Zn。

本发明所提供的稀土盐电镀工艺可以用来制备新型稀土铝锌合金覆盖层材料，所制备的镀覆层结构为：最表层是由R_E2O₃+Al₂O₃+NiO构成的复合金属氧化膜、次表层是Zn-R_E-Al混合沉积合金层；其中最表层厚度为10-50nm，次表层厚度为800-1000nm；次表层成分含量为R_E＝0.3-0.5％、Al＝0.6-0.8％、Ni＝1.6％(wt)，余量为Zn。

因此，在本发明中(以高碳钢丝的镀覆为例)：