一种锌镍合金镀层无铬钝化及羟基石墨烯封闭的镀层结构的制作方法

1.本实用新型属于金属电镀领域，具体涉及一种锌镍合金镀层无铬钝化及羟基石墨烯封闭的镀层结构。

背景技术：

2.锌镍合金镀层采用无铬钝化代表了新技术发展趋势。六价铬钝化具有高毒性，在全球范围内已被禁用。三价铬钝化虽然毒性较低，但钝化剂中的钴离子也被列入了禁用的范围，因此，研究开发无铬钝化技术已势在必行。
3.实验室试验表明，用溶剂型硅烷无铬钝化剂制备的镀锌和锌镍合金钝化层具有良好的耐蚀性，因此，这种钝化技术用于制备镀锌和镀锌镍合金的高耐蚀性钝化层。但在使用中发现，这种钝化层的耐老化性较差，在露天条件下放置1年，钝化层的表面便会有白粉状物生成，出现老化现象。钝化层老化后其耐蚀性逐渐降低，会导致设备及零部件的使用寿命缩短。

技术实现要素：

4.为了克服锌镍合金镀层硅烷无铬钝化层耐老化性差的技术缺陷，本实用新型提供了一种锌镍合金镀层无铬钝化及羟基石墨烯封闭的镀层结构。为了达到上述目的本实用新型采用如下技术方案：
5.一种锌镍合金镀层无铬钝化及羟基石墨烯封闭的镀层结构，包括金属基体、和在所述金属基体上从内到外依次制备的锌镍合金镀层、无铬钝化层以及羟基石墨烯封闭层；
6.所述无铬钝化层是采用硅烷钝化剂制备的钝化层。
7.在其中一些实施例中，所述硅烷钝化剂为溶剂型硅烷钝化剂。
8.在其中一些实施例中，所述无铬钝化层的厚度为0.3～1.2μm。
9.在其中一些实施例中，所述羟基石墨烯封闭层的厚度为0.5～1.5μm。
10.在其中一些实施例中，所述锌镍合金镀层是采用酸性锌镍合金电镀工艺制备的。
11.在其中一些实施例中，所述锌镍合金镀层是采用碱性锌镍合金电镀工艺制备的。
12.在其中一些实施例中，所述锌镍合金镀层厚度为8～20μm。
13.在其中一些实施例中，所述金属基体为铸铁。
14.在其中一些实施例中，所述金属基体为钢铁。
15.在其中一些实施例中，所述金属基体为锌合金。
16.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
17.1、本实用新型公开的锌镍合金镀层无铬钝化及羟基石墨烯封闭的镀层结构，采用硅烷无铬钝化剂代替现行的三价铬钝化剂，所述钝化剂不含重金属，符合绿环保的要求；
18.2、锌镍合金镀层无铬钝化及羟基石墨烯封闭的镀层结构，采用羟基石墨烯改性封闭剂封闭无铬钝化层，克服了硅烷无铬钝化层耐老化性差的技术缺陷；
19.3、锌镍合金镀层无铬钝化及羟基石墨烯封闭的镀层结构，具有优异的耐腐蚀性
能。
附图说明
20.此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本技术的一部分，并不构成对本实用新型的不当限定，在附图中：
21.图1是本实用新型实施例1、实施例2和实施例3的镀层结构示意图。
具体实施方式
22.下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本实用新型，在此本实用新型的示意性实施例以及说明用来解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。
23.实施例1：
24.如图1所示，一种锌镍合金镀层无铬钝化及羟基石墨烯封闭的镀层结构，包括铸铁基体1、和在所述铸铁基体1上从内到外依次制备的锌镍合金镀层2、无铬钝化层3以及羟基石墨烯封闭层4。
25.所述锌镍合金镀层2的厚度为12～16μm，镀层中镍的质量分数为10%～15%。
26.采用超邦化工的detronzin 1377 酸性锌镍合金电镀工艺制备，镀液成分及操作条件为：锌22～30g/l，镍22～30g/l，氯化钾160～19g/l，氯化铵45～75g/l，detronzin 1377a base辅助剂10～20ml/l，detronzin 1377b bri主光剂0.5～1.5ml/l，detronzin 1377c complex络合剂10～20ml/l，detronzin 1377d additive添加剂8～12ml/l，镀槽温度27℃～31℃，ph范围4.6～5.2，阴极电流密度0.5～3.5a/dm2，阴极移动3～5m/min。
27.所述无铬钝化层3采用超邦化工的锌可特prodicoz-caot 888 fl无铬钝化剂制备，钝化工艺如下：
28.钝化剂：锌可特prodicoz-caot 888 fl为溶剂型，原液使用，
29.操作温度：室温，
30.钝化时间：30～90s，
31.烘干：在80℃～100℃下烘烤18～25min。
32.所述羟基石墨烯封闭层4采用超邦化工的prodico 460羟基石墨烯改性封闭剂制备。
33.所述prodico 460羟基石墨烯改性封闭剂按重量份数表示包括：硅溶胶25份，pu 113水溶性硅烷聚合物25份，质量分数为1%的羟基石墨烯15份，tanafoam s有机硅消泡剂0.5份，la13-863有机硅流平剂1份，去离子水40份。
34.将所述羟基石墨烯改性封闭剂用水稀释3倍配制封闭液。
35.镀锌钝化后的镀件采用浸涂法制备羟基石墨烯封闭层4。
36.所制备的羟基石墨烯封闭层4的厚度为0.8～1.0μm。
37.本实施例在具体操作上分为如下步骤：
38.1、前处理：对铸铁零部件基体1进行“碱性化学除油
→
水洗
→
酸洗
→
水洗
→
碱性阴极电解除油
→
水洗
→
碱性阳极电解除油
→
水洗
→
活化
→
水洗”的工序。
39.2、锌镍合金镀层2：镀件前处理后进行“镀酸性锌镍合金
→
水洗
→
质量分数为5%～10%的氢氧化钠溶液除膜10～20s
→
水洗
→
烘干”制备锌镍合金镀层2。
40.3、无铬钝化层3：在锌镍合金镀层上进行“硅烷无铬钝化
→
用离心机甩出滚镀镀件上多余的钝化剂或用高压空气吹掉挂镀镀件底部的残留液滴
→
烘干固化”制备无铬钝化层3。
41.4、羟基石墨烯封闭层4：镀件钝化后进行“浸渍石墨烯封闭液
→
出槽
→
用离心机甩出滚镀镀件上多余的封闭液或用高压空气吹去挂镀镀件底部残留的液滴
→
70℃～100℃烘烤”制备羟基石墨烯封闭层4。
42.实施例2：
43.如图1所示，一种锌镍合金镀层无铬钝化及羟基石墨烯封闭的镀层结构，包括钢铁基体1、和在所述钢铁基体1上从内到外依次制备的锌镍合金镀层2、无铬钝化层3以及羟基石墨烯封闭层4。
44.所述锌镍合金镀层2采用超邦化工的detronzin 1377 酸性锌镍合金电镀工艺制备,镀层厚度为8～12μm，镀层中镍的质量分数为10%～15%。
45.所述无铬钝化层3采用超邦化工的锌可特prodicoz-caot 888 fl无铬钝化剂制备，钝化工艺如下：
46.钝化剂：锌可特prodicoz-caot 888 fl为溶剂型，原液使用，
47.操作温度：室温，
48.钝化时间：30～90s，
49.烘干：在80℃～100℃下烘烤18～25min。
50.所述羟基石墨烯封闭层4采用超邦化工的prodico 460羟基石墨烯改性封闭剂制备。
51.所述羟基石墨烯改性封闭剂按重量份数表示包括：硅溶胶28份，pu 113水溶性硅烷聚合物23份，质量分数为1%的羟基石墨烯15份，tanafoam s有机硅消泡剂0.5份，la13-863有机硅流平剂1份，去离子水40份。
52.将所述羟基石墨烯改性封闭剂用水稀释3倍配制封闭液。
53.镀锌钝化后的镀件采用浸涂法制备羟基石墨烯封闭层4。
54.所制备的羟基石墨烯封闭层4的厚度为0.7～0.9μm。
55.本实施例在具体操作上分为如下步骤：
56.1、前处理：对钢铁零部件基体1进行“碱性化学除油
→
水洗
→
酸洗
→
水洗
→
碱性阴极电解除油
→
水洗
→
碱性阳极电解除油
→
水洗
→
活化
→
水洗”的工序。
57.2、锌镍合金镀层2：镀件前处理后进行“镀酸性锌镍合金
→
水洗
→
质量分数为5%～10%的氢氧化钠溶液除膜10～20s
→
水洗
→
烘干”制备锌镍合金镀层2。
58.3、无铬钝化层3：在锌镍合金镀层上进行“硅烷无铬钝化
→
用离心机甩出滚镀镀件上多余的钝化剂或用高压空气吹掉挂镀镀件底部残留的液滴
→
烘干固化”制备无铬钝化层3。
59.4、羟基石墨烯封闭层4：镀件钝化后进行“浸渍石墨烯封闭液
→
出槽
→
用离心机甩出滚镀镀件上多余的封闭液或用高压空气吹去挂镀镀件底部残留的液滴
→
70℃～100℃烘烤”制备羟基石墨烯封闭层4。
60.实施例3：
61.如图1所示，一种锌镍合金镀层无铬钝化及羟基石墨烯封闭的镀层结构，包括锌合
金压铸件基体1、和在所述锌合金压铸件基体1上从内到外依次制备的锌镍合金镀层2、无铬钝化层3以及羟基石墨烯封闭层4。
62.所述锌镍合金镀层2采用超邦化工的510碱性锌镍合金电镀工艺制备，镀层厚度为10～14μm，镀层中镍的质量分数为10%～15%。
63.所述电镀工艺和操作条件为：锌6～9g/l，镍1.3～1.9g/l(由detronzin 515镍补充剂17～23ml/l提供)，氢氧化钠100～130g/l，detronzin 510辅助剂100～130ml/l，detronzin 511开缸剂6.0～10ml/l，detronzin 512光亮剂6.0～10ml/l，镀槽温度20℃～28℃，阴极电流密度0.5～3.0a/dm2，用镍板作阳极，阳极电流密度2.0～5.0a/dm2，阴极移动4～6m/min。
64.所述无铬钝化层3采用超邦化工的锌可特prodicoz-caot 888 fl无铬钝化剂制备，钝化工艺如下：
65.钝化剂：锌可特prodicoz-caot 888 fl为溶剂型，原液使用，
66.操作温度：室温，
67.钝化时间：30～90s，
68.烘干：在80℃～100℃下烘烤18～25min。
69.所述羟基石墨烯封闭层4采用超邦化工的prodico 460羟基石墨烯改性封闭剂制备。
70.所述羟基石墨烯改性封闭剂按重量份数表示包括：硅溶胶23份，pu 113水溶性硅烷聚合物28份，质量分数为1%的羟基石墨烯15份，tanafoam s有机硅消泡剂0.5份，la13-863有机硅流平剂1份，去离子水40份。
71.将所述羟基石墨烯改性封闭剂用水稀释3倍配制封闭液。
72.镀锌钝化后的镀件采用浸涂法制备羟基石墨烯封闭层4。
73.所制备的羟基石墨烯封闭层4的厚度为0.9～1.1μm。
74.本实施例在具体操作上分为如下步骤：
75.1、前处理：对锌合金压铸件基体1进行“化学除蜡
→
水洗
→
超声波除蜡
→
水洗
→
化学除油
→
水洗
→
酸盐活化
→
水洗”的工序。
76.2、锌镍合金镀层2：镀件前处理后进行“镀碱性锌镍合金
→
水洗
→
质量分数为5%～10%的氢氧化钠除氧化膜10～20s
→
水洗
→
烘干”制备锌镍合金镀层2。
77.3、无铬钝化层3：在锌镍合金镀层上进行“硅烷无铬钝化
→
用离心机甩出滚镀镀件上多余的钝化剂或用高压空气吹去挂镀镀件底部残留的液滴
→
烘干固化”制备无铬钝化层3。
78.4、羟基石墨烯封闭层4：镀件钝化后进行“浸渍石墨烯封闭液
→
出槽
→
用离心机甩出滚镀镀件上多余的封闭液或用高压空气吹去挂镀镀件底部残留的液滴
→
70℃～100℃烘烤”制备羟基石墨烯封闭层4。
79.实施例1、实施例2和实施例3所制备的锌镍合金镀层无铬钝化及羟基石墨烯封闭的镀层结构，按照gb/t 10125
–
2012《人造气氛腐蚀试验 盐雾试验》进行中性盐雾试验720h，镀件表面无白腐蚀物生成。
80.以上对本实用新型实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮
助理解本实用新型实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

技术特征：

1.一种锌镍合金镀层无铬钝化及羟基石墨烯封闭的镀层结构，其特征在于：包括金属基体、和在所述金属基体上从内到外依次制备的锌镍合金镀层、无铬钝化层以及羟基石墨烯封闭层；所述无铬钝化层是采用硅烷钝化剂制备的钝化层。2.如权利要求1所述的锌镍合金镀层无铬钝化及羟基石墨烯封闭的镀层结构，其特征在于：所述硅烷钝化剂为溶剂型硅烷钝化剂。3.如权利要求1所述的锌镍合金镀层无铬钝化及羟基石墨烯封闭的镀层结构，其特征在于：所述无铬钝化层的厚度为0.3～1.2μm。4.如权利要求1所述的锌镍合金镀层无铬钝化及羟基石墨烯封闭的镀层结构，其特征在于：所述羟基石墨烯封闭层的厚度为0.5～1.5μm。5.如权利要求1所述的锌镍合金镀层无铬钝化及羟基石墨烯封闭的镀层结构，其特征在于：所述锌镍合金镀层是采用酸性锌镍合金电镀工艺制备的。6.如权利要求1所述的锌镍合金镀层无铬钝化及羟基石墨烯封闭的镀层结构，其特征在于：所述锌镍合金镀层是采用碱性锌镍合金电镀工艺制备的。7.如权利要求5或6所述的锌镍合金镀层无铬钝化及羟基石墨烯封闭的镀层结构，其特征在于：所述锌镍合金镀层厚度为8～20μm。8.如权利要求1所述的锌镍合金镀层无铬钝化及羟基石墨烯封闭的镀层结构，其特征在于：所述金属基体为铸铁。9.如权利要求1所述的锌镍合金镀层无铬钝化及羟基石墨烯封闭的镀层结构，其特征在于：所述金属基体为钢铁。10.如权利要求1所述的锌镍合金镀层无铬钝化及羟基石墨烯封闭的镀层结构，其特征在于：所述金属基体为锌合金。

技术总结

本实用新型公开了一种锌镍合金镀层无铬钝化及羟基石墨烯封闭的镀层结构，包括铸铁、钢铁和锌合金基体、和在所述金属基体上从内到外依次制备的锌镍合金镀层、无铬钝化层以及羟基石墨烯封闭层。本实用新型公开的锌镍合金镀层无铬钝化及羟基石墨烯封闭的镀层结构，按照GB/T 10125

技术研发人员：

郭崇武 陈康 赖奂汶

受保护的技术使用者：

广州超邦化工有限公司

技术研发日：

2020.08.28

技术公布日：

2023/3/23