[其他]鋅-鐵合金鍍層的電沉積

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 101985000006516
• 申請(qǐng)日: 1985-08-30
• 公開（公告）號(hào): CN1004972B
• 公開（公告）日: 1989-08-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 威廉·羅伯特·約翰遜;拉里·愛德華·菲斯特
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 美國(guó)鋼鐵工程及顧問公司
• 代理公司: 中國(guó)專利代理有限公司
• 代理人: 羅宏;劉元璽

在電沉積鋅－鐵合金鍍層時(shí)，電流密度范圍為４３－１７２安培／平方分米、流程速度為３０．４－１５２米／分鐘，可以鍍得附著良好的光殼鋅－鐵鍍層，其中合鐵１０－２０％。所用的電解液其溫度保持在５４．４－７１．１℃之間，電解液中含有ＦｅＣｌ_２、ＺｎＣｌ_２、ＫＣｌ、Ｋ₂ＳＯ₄、一種蟹合劑例如檸檬酸以及少量主要由聚亞烷基二醇組成的一種加成化合物。

本發(fā)明涉及電鍍鋅-鐵合金鍍層，更具體的說，本發(fā)明所涉及的是使用以氯化物為主鹽的電解液來生產(chǎn)這種鍍層。

在過去幾年中，人們不斷關(guān)注汽車的防腐蝕問題，從而在發(fā)展能對(duì)鋼基體提供所要求保護(hù)性能的鍍層方面引起了越來越多的研究活動(dòng)。經(jīng)熱浸鍍鋅過的產(chǎn)品現(xiàn)已成功地用于各種非裸露的零件。在那些需要優(yōu)良表面的地方已采用單面電鍍鋅層并涂覆富鋅涂料。對(duì)于更高的防銹性能，特別是為了達(dá)到裝飾效果，已不斷使用雙面分別經(jīng)熱浸鍍鋅過的產(chǎn)品。為了滿足減少鋅鍍層重量的需要，已推出很多種鋅合金電鍍層。人們已發(fā)現(xiàn)，鋅與較其更貴的金屬，例如鎳、鐵、鈷、鉻、錫以及鎢共同沉積，能以比較薄的鍍層在各種加速腐蝕試驗(yàn)中提供優(yōu)于較厚鋅鍍層的防腐蝕性能。在某些情況下，人們還發(fā)現(xiàn)這些鋅合金鍍層的著漆性能要比純鋅表面的著漆性能優(yōu)越。

許多研究人員所進(jìn)行的研究表明，含有10～20%鐵的鋅-鐵合金在厚度為5～10微米時(shí)提供了耐腐蝕性能、著漆性能及可成形性能方面的最佳試驗(yàn)數(shù)據(jù)。各種鍍槽裝置和電解液均適合于電鍍這種鋅-鐵合金鍍層。T.Irie等人已在1984年第四屆AES帶材連續(xù)電鍍討論會(huì)會(huì)刊上指出，以氯化物為主鹽的各種電鍍液的陰極效率和導(dǎo)電性大大優(yōu)越于以硫酸鹽為主鹽的電鍍液，從而前一類電鍍液具有較高的生產(chǎn)率，而且電能消耗也低。然而，正如T.Irie等人所指出的那樣，沉積層中的鐵含量不但是所用電流密度的函數(shù)，也是帶材流程速度的函數(shù)，因而鐵含量隨著電流密度的增大或者隨著流程速度的減少而急劇增加。但是，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，大大提高氯離子濃度就可以防止這種不規(guī)則的共沉積。

雖然提高氯離子濃度可以基本上克服不規(guī)則共沉積問題，但是沉積層的外觀和附著力則由電鍍密度所決定-以致于為要獲得符合要求的鍍層外觀而必須采用大于100安培/平方分米的電流密度。盡管生產(chǎn)廠商一般都寧愿使用大約107.6安培/平方分米或更大的電流密度，以便最大限度地提高生產(chǎn)率，但是經(jīng)常出現(xiàn)這樣的情況，譬如由于機(jī)械方面的故障以及帶材輸送裝置的故障，為要達(dá)到所需的鍍層重量就不得不將電鍍流程的速度放慢下來，而且電鍍所用的電流密度也必須相應(yīng)地減小。因此，人們就需要有一種能夠提供下列綜合性能的電解液：（ⅰ）在寬廣的流程速度和電流密度范圍內(nèi)，鐵和鋅能以恒定的比例共沉積，而且（ⅱ）在同樣寬廣的范圍內(nèi)，鍍層具有所要求的外觀和附著力。現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，可以用添加少量硫酸根的方法將以氯化物為主鹽的電解液加以改進(jìn)，而獲得這樣的綜合電鍍性能，而且還發(fā)現(xiàn)，這種電鍍性能可以采用一種加成化合物來進(jìn)一步增強(qiáng)，該加成化合物含有一種或多種分子量在600～1050范圍之內(nèi)的聚亞烷基二醇。結(jié)合所附的權(quán)利要求書及附圖閱讀下述說明，就能更好理解該發(fā)現(xiàn)所帶來的好處，其中：

附圖1是用來說明使用常規(guī)的鋅-鐵電解液時(shí)電流密度和流程速度對(duì)鍍層組成影響的三維圖，

附圖2是用來說明使用本發(fā)明電解液時(shí)獲得寬廣的均勻鍍層范圍的三維圖。