机械镀Zn-Sn合金用沉积活化剂

摘要

本发明提供一种机械镀Zn-Sn合金用沉积活化剂及其制备方法，属于钢铁材料的表面镀覆工艺技术领域。其技术方案是：沉积活化剂由亚锡盐，亚铁盐，铵盐和磷酸组成，配比组成为：亚锡盐13～55%，亚铁盐11～45%，铵盐5～30%，磷酸10～50%。本发明的特征是：使用本发明提供的机械镀锌锡合金用沉积活化剂可以使锡以还原沉积的方式与锌粉在钢铁制件表面共同沉积形成锌锡合金镀层，实现低成本、无锡粉添加的高锡镀层的镀覆。

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种沉积活化剂，尤其是一种用于机械镀锌锡合金的沉积活化剂及其制备方法，属于金属材料表面镀覆技术领域。

背景技术

机械镀是（Mechanical Plating）是在常温、常压下，利用物理、化学吸附沉积和机械碰撞，使金属粉在钢铁零件表面形成镀层的一种表面处理工艺。目前有Zn-Al、Zn-RE、Zn-Al-RE、Zn-Sn合金镀层等功能性镀层产品，进入工业应用领域。

机械镀锌锡（Zn-Sn）合金镀层因其较好的耐盐水和含盐水蒸气腐蚀性能，在海洋性腐蚀环境中表现出良好的服役效果。根据澳大利亚建筑行业用产品标准AS3566.2-2002的相关要求，为满足海洋性气候环境条件下，防护性镀层的服役性能，钢制件表面机械镀锌锡合金镀层中锡的含量应达20～30%。目前国内外普遍采用的机械镀锌锡合金工艺方法是通过添加锡粉，在沉积促进剂的作用下使单质锡与锌粉共同沉积在钢铁制件表面，形成机械镀锌锡合金功能镀层。由于市售的锡粉粒度一般较粗，容易导致所形成镀层表面的凸点较多，镀层平整及光滑性不佳；而且锡粉价格远高于锌粉，造成工艺成本大幅增加。锡在常温条件下的标准电极电位为-0.136V，锌和铁的标准电极电位分别为-0.763V和-0.44V，因此在离子状态下（即通常的水溶液中），锡离子可以很容易地与锌、铁等金属发生置换反应，从而为实现以锡还原沉积方式进行机械镀锌锡合金镀覆提供了理论可能性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种利用锡盐还原沉积方式，实现机械镀锌锡合金的机械镀锌锡合金用沉积活化剂。

本发明提供的是这样一种机械镀锌锡合金用沉积活化剂，其特征在于为下列质量比的组分：

亚锡盐                        13～55%

亚铁盐                        11～45%

铵  盐                         5～30%

磷  酸                        10～50%。

所述机械镀锌锡合金用沉积活化剂，为下列质量比的组分：

亚锡盐                        35～40%

亚铁盐                        20～30%

铵  盐                        18～22%

磷  酸                        15～25%。

所述亚锡盐为氯化亚锡、硫酸亚锡中的一种或者二种的混合物，其中，两种的混合质量比是任意的。

所述亚铁盐为氯化亚铁、硫酸亚铁中的一种或者二种的混合物，其中，两种的混合质量比是任意的。

所述铵盐为氯化铵、硫酸铵、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵中的一种或者几种的混合物，其中，几种的混合质量比是任意的。

本发明提供的机械镀锌锡合金用沉积活化剂，经过下列方法制备：

A、按下列质量比备料：

亚锡盐                        13～55%

亚铁盐                        11～45%

铵  盐                         5～30%

磷  酸                        10～50%

B、将步骤A的各组分混匀后，即得到机械镀锌锡合金用沉积活化剂，或者将步骤A的各组分混匀后，加入混合物质量总和的水，搅拌均匀后，即得到机械镀锌锡合金用沉积活化剂。

本发明提供的机械镀锌锡合金用沉积活化剂的使用方法为：将经过常规除油、除锈处理的被镀金属件，按常规机械镀锌操作，进行合金基层建立，然后加入机械镀锌锡合金用沉积性活化剂，再按常规加入锌粉，进行合金镀层增厚，最后按常规加水强化镀层组织结构。

本发明与现有技术相比具有下列优点和效果：通过改变沉积活化剂的配方，利用锡盐还原沉积的方法，进行机械镀锌-锡合金镀层，这样不但降低了镀覆工艺成本，还能够满足高锡镀层的要求，实现了无锡粉添加的高锡镀层的镀覆。镀后检测镀件发现镀层的锡含量不但满足了澳大利亚的相关技术标准要求，而且镀层表面较通过添加锡粉制备的锌-锡合金镀层更加平滑细腻，兼具了较好的使用和装饰性能。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步详述。

实施例1

取氯化亚锡13 kg，氯化亚铁45 kg，氯化铵5 kg，磷酸37 kg，充分混合均匀后，得机械镀锌锡合金用沉积活化剂。

实施例2

取硫酸亚锡55 kg，硫酸亚铁11 kg，磷酸氢二铵10 kg，硫酸铵14 kg，磷酸10 kg，混合均匀后，加100 kg自来水,充分搅拌均匀后，得机械镀锌锡合金用沉积活化剂。

实施例3

取硫酸亚锡12 kg，氯化亚锡10 kg，硫酸亚铁19 kg，氯化亚铁12 kg，氯化铵5.5 kg，磷酸二氢铵2.5 kg，氯化铵6.5 kg，硫酸铵2.5 kg，磷酸30 kg，混合均匀后，加100 kg自来水,充分搅拌均匀后，得机械镀锌锡合金用沉积活化剂。

实施例4

取硫酸亚锡50 kg，氯化亚铁25 kg，氯化铵5 kg，磷酸20 kg，充分混合均匀后，得机械镀锌锡合金用沉积活化剂。

实施例5

取氯化亚锡13 kg，硫酸亚锡15 kg，氯化亚铁12 kg，硫酸亚铁13 kg，氯化铵5 kg，硫酸铵4 kg，磷酸二氢铵6 kg，磷酸氢二铵7 kg，磷酸25 kg，充分混合均匀后，得机械镀锌锡合金用沉积活化剂。

上述各实施例按下列方法使用：

1、将被镀金属件按常规前处理方法除油、除锈；

2、按常规机械镀锌操作进行合金基层建立；

3、加入上述实施例之一的机械镀锌锡合金用沉积性活化剂；

4、按常规加入锌粉，进行合金镀层增厚；

5、按常规加水强化镀层组织结构。

对比试验结果显示：采用本专利配方及使用方法制备的机械镀锌锡合金镀层较之其它同类工艺产品具有镀层平整、色泽均匀的特点；经成分检测，合金镀层中锡的含量达24～25%，达到国外相关产品标准要求；经磁力测厚仪检测，镀层样品平均厚度为35～50 μm。