权利要求

1.一种铝合金三价铬镀黑铬的镀层结构，其特征在于：包括铝合金基体、和在所述铝合金基体上从内到外依次制备的化学沉锌层、聚合硫氰酸盐镀铜层、光亮镀镍层、高防腐镍锡合金镀层、三价铬黑铬镀层、及稀土电解保护膜;

所述高防腐镍锡合金镀层的厚度为1～4μm。

2.如权利要求1所述的铝合金三价铬镀黑铬的镀层结构，其特征在于：所述聚合硫氰酸盐镀铜层的厚度为5～11μm。

3.如权利要求1所述的铝合金三价铬镀黑铬的镀层结构，其特征在于：所述光亮镀镍层的厚度为7～15μm。

4.如权利要求1所述的铝合金三价铬镀黑铬的镀层结构，其特征在于：所述三价铬黑铬镀层的厚度为0.05～0.2μm。

说明书

技术领域

[0001]本实用新型属于金属表面处理技术领域，具体涉及一种铝合金三价铬镀黑铬的镀层结构。

背景技术

[0002]三价铬镀铬用于代替六价铬镀铬已经获得了广泛的应用，并取得了良好的环境效益和社会效益。三价铬黑铬镀层具有良好的消光性和对太阳能的选择吸收性、较高的耐磨性和外观装饰性等性能，作为功能性和防护装饰性镀层越来越引起人们的重视，目前已大量应用于汽车配件、电子产品、仪器仪表和太阳能集热器等行业。现有技术一般在光亮镀镍层上制备三价铬黑铬镀层，但这种镀层结构的耐蚀性不高。三价铬黑铬镀层的耐蚀性不仅取决于三价铬黑铬镀层本身的性能，也取决于中间镀层的性能。研究发现，三价铬镀铬层被腐蚀出现孔隙后，中间镀镍层的腐蚀速度明显高于三价铬黑铬镀层。因此，提高中间镀层的耐蚀性是提高三价铬镀铬工件耐蚀性的有效方法。

[0003]在光亮镀镍层上制备三价铬黑铬镀层，其中性盐雾试验能通过48h[1]，但超过所述时间镀层表面通常就会出现腐蚀物。

[0004]镍锡合金镀层具有良好的外观色泽，耐蚀性及抗变色性能较高，且有较高的硬度和耐磨性[2]。但镍锡合金镀层表面容易钝化，一般适用于用作面镀层而不适用于中间镀层，因此，目前还没有采用镍锡合金镀层代替光亮镍镀层作中间镀层的应用案例。

[0005]传统工艺在铝合金表面化学沉锌后采用氰化镀铜工艺制备预镀铜层，然后进行焦磷酸盐镀铜、镀酸铜、镀光亮镍等。在氰化物的使用受到严格管控的情况下，业界正在积极寻求其他工艺代替氰化镀铜。但采用二价铜无氰镀铜工艺在金属表面制备预镀铜层还存在结合力不高的问题[3]，有待于业界进一步的研究和改善。

[0006]授权公告号为CN 214088701 U的实用新型专利《一种铝合金压铸件三价铬镀白铬的镀层结构》，包括铝合金基体、和在所述铝合金基体上从内到外依次制备的浸锌层、酸性锌镍合金镀层、化学镀镍层、焦磷酸盐镀铜层、酸铜镀层、光亮镍镀层、三价铬白铬镀层。该技术方案用化学镀镍代替了传统的氰化镀铜，但工艺比较复杂，成本也较高。

[0007]业界近期开发了聚合硫氰酸盐镀铜工艺，其性能比较接近氰化镀铜，是有望取代氰化镀铜的一种无氰镀铜工艺。

[0008]参考文献：[1]、郭崇武，赖奂汶，硫酸盐体系三价铬常温电镀黑铬工艺[J]，电镀与涂饰，2012，31(7)：9-11。[2]、宋振兴，马树元，姚素薇等，电镀镍-锡合金耐腐蚀性能研究[J]，电镀与精饰，2013，35(10)：1-4+16。[3]、秦足足，李建三，徐金来，国内外无氰镀铜工艺研究进展[J]，电镀与涂饰，2015，34(3)：149-152。

实用新型内容

[0009]为了解决在光亮镀镍层上三价铬镀铬耐蚀性不高以及采用氰化镀铜的高污染问题，本实用新型提供了一种铝合金三价铬镀黑铬的镀层结构。为了达到上述目的本实用新型采用如下技术方案：

[0010]一种铝合金三价铬镀黑铬的镀层结构，包括铝合金基体、和在所述铝合金基体上从内到外依次制备的化学沉锌层、聚合硫氰酸盐镀铜层、光亮镀镍层、高防腐镍锡合金镀层、三价铬黑铬镀层、及稀土电解保护膜;

[0011]所述高防腐镍锡合金镀层的厚度为1～4μm。

[0012]优选的，所述聚合硫氰酸盐镀铜层的厚度为5～11μm。

[0013]优选的，所述光亮镀镍层的厚度为7～15μm。

[0014]优选的，所述三价铬黑铬镀层的厚度为0.05～0.2μm。

[0015]三价铬镀铬溶液有极强的活化能力，在电镀开始后镍锡合金镀层表面的氧化膜能优先被还原成镀层金属，然后三价铬离子被还原成金属铬沉积在镍锡合金镀层上，从而两层镀层之间形成良好的结合力。

[0016]与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

[0017]1、本实用新型公开的铝合金三价铬镀黑铬的镀层结构，在高防腐镍锡合金镀层上制备三价铬黑铬镀层，提高了镀层的耐蚀性;

[0018]2、本实用新型公开的铝合金三价铬镀黑铬的镀层结构，采用聚合硫氰酸盐镀铜工艺在铝合金表面的化学沉锌层上制备无氰镀铜层，克服了使用传统氰化镀铜工艺的高污染问题。

附图说明

[0019]此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型的不当限定，在附图中：

[0020]图1是本实用新型实施例1和实施例2的镀层结构示意图。

具体实施方式

[0021]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。

[0022]一种铝合金三价铬镀黑铬的镀层结构，包括铝合金基体、和在所述铝合金基体上从内到外依次制备的化学沉锌层、聚合硫氰酸盐镀铜层、光亮镀镍层、高防腐镍锡合金镀层、三价铬黑铬镀层、及稀土电解保护膜。

[0023]按现行的前处理工艺对铝合金件基体进行除油、碱腐蚀、出光、和微腐蚀。

[0024]铝合金件前处理后采用现行的化学沉锌工艺制备化学沉锌层。

[0025]优选的，所述化学沉锌层采用超邦化工的ALBUME AS-699无氰铝上沉锌剂制备：

[0026]ALBUME AS-699无氰铝上沉锌剂160～220mL/L，槽液中包含锌离子6～9g/L，铜离子0.16～0.20g/L，工作温度20℃～30℃，沉锌时间60～120s。

[0027]优选的，所述化学沉锌层采用超邦化工的AZIN-113酸性铝上沉锌剂制备：

[0028]AZIN-113酸性铝上沉锌剂150～250mL/L，工作温度15℃～30℃，槽液pH值3.4～4.5，沉锌时间30～90s。

[0029]铝合金件化学沉锌后采用聚合硫氰酸盐镀铜工艺制备聚合硫氰酸盐镀铜层。

[0030]优选的，所述聚合硫氰酸盐镀铜层的厚度为5～11μm。

[0031]优选的，所述聚合硫氰酸盐镀铜层采用遵义会通的HT-810聚合硫氰酸盐镀铜工艺制备：

[0032]聚合硫氰酸亚铜17～23g/L，聚合硫氰酸钠100～160g/L，酒石酸钾钠8～12g/L，HT-810光亮剂1～2mL/L，HT-810走位剂2～4mL/L，镀槽温度45℃～55℃，镀液pH值12～13，阴极电流密度0.5～1.0A/dm2，阴极移动4～6m/min，阳极电流密度≤0.5A/dm2，用无氧电解铜角(或铜粒)作阳极。

[0033]铝合金件聚合硫氰酸盐镀铜后采用现行的镀光亮镍工艺制备光亮镍镀层。

[0034]优选的，所述光亮镀镍层的厚度为7～15μm。

[0035]铝合金件镀光亮镍后采用现行的镀高防腐镍锡合金工艺制备高防腐镍锡合金镀层。

[0036]优选的，所述高防腐镍锡合金镀层的厚度为1～4μm。

[0037]优选的，所述高防腐镍锡合金镀层采用超邦化工的YF-737镀高防腐镍锡合金工艺制备：

[0038]氯化镍140～180g/L，YF-737A添加剂450～600mL/L，YF-737B添加剂30～60mL/L，镀液pH值3.5～4.5，镀槽温度65℃～70℃，阴极电流密度0.5～1.5A/dm2，阴极移动3～5m/min。

[0039]铝合金件镀高防腐镍锡合金后采用现行的三价铬镀黑铬工艺制备三价铬黑铬镀层。

[0040]优选的，所述三价铬黑铬镀层的厚度为0.05～0.2μm。

[0041]优选的，所述三价铬黑铬镀层采用超邦化工的Trich-7677硫酸盐三价铬镀黑铬工艺制备：

[0042]Trich-7677 S起始剂8～12mL/L，Trich-7677 M开缸剂260～300mL/L，Trich-7677CS导电盐260～300g/L，Trich-7677 C稳定剂3～4mL/L，Trich-7677 D调色剂1～4mL/L，其中三价铬的质量浓度为12～18g/L,硼酸的质量浓度为60～70g/L，镀液pH值3.3～3.7，镀槽温度25℃～40℃，阴极电流密度8～14A/dm2，阴极移动2～3m/min，或轻微空气搅拌。

[0043]铝合金件三价铬镀黑铬后进行稀土电解保护制备稀土电解保护膜。

[0044]优选的，所述稀土电解保护膜采用超邦化工开发的稀土电解保护工艺制备：

[0045]醋酸铈1～5g/L，HEDP配位剂5～30g/L，钼酸钠5～10g/L，无水碳酸钠100～150g/L，槽液pH值11.5～12.5(用氢氧化钠溶液调节pH)，阴极电流密度0.5～1.5A/dm2，室温操作，用镀件作阴极，以钛板作阳极，电解60～120s。

[0046]铝合金件稀土电解保护并水洗干净后烘干。

实施例1

[0047]如图1所示，一种铝合金三价铬镀黑铬的镀层结构，包括铝合金基体1、和在所述铝合金基体1上从内到外依次制备的化学沉锌层2、聚合硫氰酸盐镀铜层3、光亮镀镍层4、高防腐镍锡合金镀层5、三价铬黑铬镀层6、及稀土电解保护膜7。

[0048]1、前处理：

[0049]对铝合金件基体1进行“化学除油→水洗→超声波除油→水洗→碱腐蚀→水洗→出光→水洗→微腐蚀→水洗”。

[0050]2、化学沉锌：

[0051]铝合金件前处理后采用超邦化工的ALBUME AS-699无氰铝上沉锌剂制备化学沉锌层2。

[0052]ALBUME AS-699无氰铝上沉锌剂200mL/L，槽液中包含锌离子7g/L，铜离子0.18g/L，工作温度25℃，沉锌时间90s。

[0053]具体流程为“第一次沉锌→水洗→退锌→水洗→第二次沉锌→水洗”。

[0054]3、聚合硫氰酸盐镀铜：

[0055]铝合金件化学沉锌后采用遵义会通的HT-810聚合硫氰酸盐镀铜工艺制备聚合硫氰酸盐镀铜层3，镀层厚度为6μm。

[0056]聚合硫氰酸亚铜18g/L，聚合硫氰酸钠120g/L，酒石酸钾钠10g/L，HT-810光亮剂1.5mL/L，HT-810走位剂3mL/L，镀槽温度53℃，镀液pH为12.3，阴极电流密度0.7A/dm2，阴极移动5m/min，阳极电流密度为0.4A/dm2，用无氧电解铜角作阳极。

[0057]4、镀光亮镍：

[0058]铝合金件聚合硫氰酸盐镀铜后采用现行的镀光亮镍工艺制备光亮镀镍层4，镀层厚度为12μm。

[0059]5、镀高防腐镍锡合金：

[0060]铝合金件镀光亮镍后采用超邦化工的YF-737镀高防腐镍锡合金工艺制备高防腐镍锡合金镀层5，镀层厚度为3μm。

[0061]氯化镍150g/L，YF-737A添加剂520mL/L，YF-737B添加剂45mL/L，镀液pH为4.2，镀槽温度68℃，阴极电流密度1.0A/dm2，阴极移动4m/min。

[0062]6、三价铬镀黑铬：

[0063]铝合金件镀高防腐镍锡合金后采用超邦化工的Trich-7677硫酸盐三价铬镀黑铬工艺制备三价铬黑铬镀层6，镀层厚度为0.1μm。

[0064]Trich-7677 S起始剂10mL/L，Trich-7677 M开缸剂290mL/L，Trich-7677 CS导电盐290g/L，Trich-7677 C稳定剂3.5mL/L，Trich-7677 D调色剂2mL/L，其中三价铬的质量浓度为16g/L,硼酸的质量浓度为67g/L，镀液pH为3.5，操作温度35℃，阴极电流密度10A/dm2，阴极移动2m/min。

[0065]7、稀土电解保护：

[0066]铝合金件三价铬镀黑铬后采用超邦化工的稀土电解保护工艺制备稀土电解保护膜7。

[0067]醋酸铈3g/L，HEDP配位剂20g/L，钼酸钠10g/L，无水碳酸钠120g/L，槽液pH为12(用氢氧化钠溶液调节pH)，阴极电流密度1A/dm2，室温操作，用镀件作阴极，以钛板作阳极，电解100s。

[0068]8、烘干：铝合金件稀土电解保护后进行“水洗→纯水洗→烘干”。

实施例2

[0069]如图1所示，一种铝合金三价铬镀黑铬的镀层结构，包括铝合金基体1、和在所述铝合金基体1上从内到外依次制备的化学沉锌层2、聚合硫氰酸盐镀铜层3、光亮镀镍层4、高防腐镍锡合金镀层5、三价铬黑铬镀层6、及稀土电解保护膜7。

[0070]1、前处理：

[0071]对铝合金件基体1进行“化学除油→水洗→超声波除油→水洗→碱腐蚀→水洗→出光→水洗→微腐蚀→水洗”。

[0072]2、化学沉锌：

[0073]铝合金件前处理后采用超邦化工的AZIN-113酸性铝上沉锌剂制备化学沉锌层2。

[0074]AZIN-113酸性铝上沉锌剂200mL/L，工作温度25℃，槽液pH为4.2，沉锌时间60s。

[0075]具体流程为“第一次沉锌→水洗→退锌→水洗→第二次沉锌→水洗”。

[0076]3、聚合硫氰酸盐镀铜：

[0077]铝合金件化学沉锌后采用遵义会通的HT-810聚合硫氰酸盐镀铜工艺制备聚合硫氰酸盐镀铜层3，镀层厚度为8μm。

[0078]聚合硫氰酸亚铜22g/L，聚合硫氰酸钠150g/L，酒石酸钾钠10g/L，HT-810光亮剂1.5mL/L，HT-810走位剂3mL/L，镀槽温度52℃，镀液pH为12.1，阴极电流密度0.8A/dm2，阴极移动5m/min，阳极电流密度为0.3A/dm2，用无氧电解铜粒作阳极。

[0079]4、光亮镀镍：

[0080]铝合金件聚合硫氰酸盐镀铜后采用现行的镀光亮镍工艺制备光亮镀镍层4，镀层厚度为10μm。

[0081]5、镀高防腐镍锡合金：

[0082]铝合金件镀光亮镍后采用超邦化工的YF-737镀高防腐镍锡合金工艺制备高防腐镍锡合金镀层5，镀层厚度为3μm。

[0083]氯化镍180g/L，YF-737A添加剂600mL/L，YF-737B添加剂60mL/L，镀液pH为3.7，镀槽温度65℃，阴极电流密度1.0A/dm2，阴极移动4m/min。

[0084]6、三价铬镀黑铬：

[0085]铝合金件镀高防腐镍锡合金后采用超邦化工的Trich-7677硫酸盐三价铬镀黑铬工艺制备三价铬黑铬镀层6，镀层厚度为0.1μm。

[0086]Trich-7677 S起始剂10mL/L，Trich-7677 M开缸剂270mL/L，Trich-7677 CS导电盐270g/L，Trich-7677 C稳定剂3.5mL/L，Trich-7677 D调色剂3mL/L，其中三价铬的质量浓度为14g/L,硼酸的质量浓度为63g/L，镀液pH为3.5，操作温度35℃，阴极电流密度10A/dm2，轻微空气搅拌。

[0087]7、稀土电解保护：

[0088]铝合金件三价铬镀黑铬后采用超邦化工的稀土电解保护工艺制备稀土电解保护膜7。

[0089]醋酸铈5g/L，HEDP配位剂30g/L，钼酸钠5g/L，无水碳酸钠150g/L，槽液pH为12(用氢氧化钠溶液调节pH)，阴极电流密度1A/dm2，室温操作，用镀件作阴极，以钛板作阳极，电解100s。

[0090]8、烘干：铝合金件稀土电解保护后进行“水洗→纯水洗→烘干”。

[0091]试验例1：

[0092]实施例1和实施例2所制备的铝合金三价铬镀黑铬样件，按照GB/T 10125–2021《人造气氛腐蚀试验 盐雾试验》进行中性盐雾试验120h，镀件表面无锈蚀。试验表明，本实用新型在高防腐镍锡合金镀层三价铬镀铬，明显提高了镀层的耐蚀性。

[0093]试验例2：

[0094]实施例1和实施例2所制备的铝合金三价铬镀黑铬样件，按照GB/T 5270–2005《金属基体上的金属覆盖层 电沉积和化学沉积层 附着强度试验方法评述》以热震法测试镀层结合力，把镀件放在加热炉中加热至220℃保温30min，取出后放入室温的水中冷却，镀层没有出现起泡和脱落。试验表明，本实用新型在镍锡合金镀层上制备三价铬黑铬镀层具有良好的结合力。

[0095]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。需要指出的是，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型实施例的原理，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，这些均应落在本实用新型的保护范围之内。

说明书附图(1)