适用于航空航天零部件的高耐蚀性氯化钾镀锌层结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种适用于航空航天零部件的高耐蚀性氯化钾镀锌层结构，包括钢铁基体和电镀层，所述电镀层从内到外依次为氯化钾镀锌层、铬酸盐低铬彩色钝化层、羟基石墨烯封闭层。镀件按照GB/T 10125–2012《人造气氛腐蚀试验盐雾试验》进行中性盐雾测试400h，镀层无白色腐蚀物生成，镀层耐蚀性远远高于行业标准96h中性盐雾试验不出现白色腐蚀物的要求。

Structure of high corrosion resistance KCl zinc coating for aerospace parts

【技术实现步骤摘要】
适用于航空航天零部件的高耐蚀性氯化钾镀锌层结构
本技术涉及一种金属结构件的保护层结构，尤其涉及适用于航空航天钢铁件的高耐蚀性镀层结构。
技术介绍
随着航空航天工业的迅速发展，开发高耐蚀性的镀层结构势在必行。航空航天工业采用的钢铁结构材料在电镀后不允许产生氢脆性，因此，在电镀后需要进行除氢处理。目前，航空航天企业采用碱性无氰镀锌工艺制备防护层,要求电镀后在200℃条件下进行4h以上的烘烤除氢，才能够达到去除清脆性的要求。碱性无氰镀锌添加剂含有有机胺聚合物，在电镀过程中这类添加剂发生氧化还原反应生成溶解性较低的化合物，这些分解产物容易夹杂在镀层中使镀层耐高温氧化性降低，在除氢过程中镀层被空气氧化使致密性下降，甚至变得疏松，在随后的钝化中钝化膜无光泽，甚至发黑，镀层外观满足不了行业标准的要求，且镀层的耐蚀性明显下降。碱性无氰镀锌溶液刚开缸时能电镀出合格产品，但电镀一段时间后就会出现钝化膜发暗的现象，且不可逆转。为了解决碱性无氰镀锌存在的上述问题，目前，电镀厂家在镀锌除氢后采用二次镀锌工艺在原镀层上再镀一层薄锌，将除氢处理过的镀锌层覆盖在新镀层的下面，然后再进行钝化处理。这种方案存在所镀工件再次产生氢脆的风险，只是在没有新的技术方案解决这个问题之前不得已而采用的一种临时性措施。
技术实现思路
本技术的目的在于提供适用于航空航天零部件的高耐蚀性氯化钾镀锌层结构，以解决现有技术的镀层除氢后钝化膜发暗和防护性能差的问题。为了达到上述目的本技术采用如下技术方案：一种适用于航空航天零部件的高耐蚀性氯化钾镀锌层结构，包括金属基体和电镀层，所述电镀层从内到外依次为氯化钾镀锌层、铬酸盐低铬彩色钝化层、和羟基石墨烯封闭层。在一些实施例中，所述金属基体是钢铁。在一些实施例中，所述氯化钾镀锌层是由新型氯化钾镀锌工艺制备的。在一些实施例中，所述氯化钾镀锌工艺采用广州超邦化工有限公司开发的新型氯化钾镀锌工艺。在一些实施例中，所述氯化钾镀锌层的厚度为8～20μm。在一些实施例中，所述铬酸盐低铬彩色钝化层采用稀土改性铬酸盐钝化工艺制备。在一些实施例中，所述铬酸盐低铬彩色钝化层的厚度是0.2～0.5μm。在一些实施例中，所述稀土改性铬酸盐钝化工艺应用的钝化液成分包括：三氧化铬、硫酸铈铵、无水硫酸钠、硝酸、九水合硝酸铬、和去离子水。在一些实施例中，所述羟基石墨烯封闭层采用浸渍羟基石墨烯封闭液工艺制备。在一些实施例中，所述羟基石墨烯封闭层的厚度为0.3～1.2μm。在一些实施例中，所述羟基石墨烯封闭液成分包括：硅溶胶、水溶性硅烷聚合物、纳米级羟基石墨烯溶液、有机硅消泡剂、有机硅流平剂、和去离子水。超邦化工开发的新型氯化钾镀锌工艺，采用低分子量的有机物中间体和性能稳定的含醚氧键的有机聚合物制备光亮剂和辅助剂，在电镀过程中光亮剂和辅助剂的分解产物仍具有较高的溶解性，不会夹杂在镀层中使镀层下降。与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：1、本技术公开的适用于航空航天零部件的高耐蚀性氯化钾镀锌层结构，采用新型氯化钾镀锌工艺代替碱性无氰镀锌工艺，所制备镀锌层除氢后用低铬铬酸盐彩色钝化，钝化层为鲜艳的五彩色，克服了碱性无氰镀锌层除氢后钝化层发暗的缺陷；2、新型氯化钾镀锌采用低分子量的有机物中间体和性能稳定的含醚氧键的有机聚合物作添加剂，镀层夹杂有机物很少，经过除氢处理后镀层耐蚀性高于传统的碱性无氰镀锌层；3、采用羟基石墨烯封闭工艺，能够高效封闭氯化钾镀锌层，显著提高镀层的耐蚀性、润滑性和耐磨性，延长航空航天零部件的使用寿命。附图说明此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本技术的不当限定，在附图中：图1是本技术实施例剖面结构示意图。具体实施方式下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本技术，在此以本技术的示意性实施例及说明用来解释本技术，但并不作为对本技术的限定。实施例1：如图1所示，适用于航空航天零部件的高耐蚀性氯化钾镀锌层结构，包括钢铁基体1和电镀层，所述电镀层从内到外依次为氯化钾镀锌层2、铬酸盐低铬彩色钝化层3、羟基石墨烯封闭层4。所述氯化钾镀锌层采用超邦化工开发的氯化钾镀锌挂镀工艺制备，镀层厚度为10～12μm。所述氯化钾镀锌挂镀工艺为：氯化锌60g/L，氯化钾220g/L，硼酸30g/L，ZINLITE401Bri光亮剂1mL/L，ZINLITE401Base辅助剂30mL/L，镀液pH为6.5～7.5，镀槽温度为25℃，阴极电流密度为2.0A/dm2。所述铬酸盐低铬彩色钝化层采用稀土改性铬酸盐钝化工艺制备。钝化液的成分包括：三氧化铬6g/L、硫酸铈铵0.4g/L、无水硫酸钠0.8g/L、65～68wt％的硝酸3mL/L、和九水合硝酸铬2g/L。所述铬酸盐低铬彩色钝化层的厚度是0.2～0.5μm。所述羟基石墨烯封闭层采用浸渍羟基石墨烯封闭液工艺制备。羟基石墨烯封闭剂：采用超邦化工开发的羟基石墨烯改性镀层封闭剂，按重量份数包括，硅溶胶30份，PU113水溶性硅烷聚合物20份，质量分数为4%的纳米羟基石墨烯4份，荷兰拓纳公司生产的TANAFOAMS有机硅消泡剂0.5份，荷兰斯塔尔公司生产的LA13-863有机硅流平剂1份，去离子水40份。羟基石墨烯封闭液：将所述羟基石墨烯改性镀层封闭剂加去离子水稀释3倍配制羟基石墨烯封闭液。所述镀层结构的制备工艺如下：（1）前处理：对待镀工件（钢铁零部件）进行“碱性化学除油→水洗→酸洗→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。（2）氯化钾挂镀锌：待镀工件前处理后进行“氯化钾挂镀锌→水洗→烘干”制备氯化钾镀锌层。（3）除氢：镀件在200℃下除氢6h。（4）铬酸盐低铬彩色钝化：镀锌层进行“体积分数为1%的硝酸出光→水洗→室温下铬酸盐低铬彩色钝化5～15s→水洗”制备铬酸盐低铬彩色钝化层。（5）羟基石墨烯封闭：钝化后的镀件进行“浸渍羟基石墨烯封闭液中10～30s→出槽→滴干→用高压空气吹掉镀件底部残留的封闭液→70℃～90℃烘干”制备羟基石墨烯封闭层。实施例2：如图1所示，适用于航空航天零部件的高耐蚀性氯化钾镀锌层结构，包括钢铁基体1和电镀层，所述电镀层从内到外依次为氯化钾镀锌层2、铬酸盐低铬彩色钝化层3、羟基石墨烯封闭层4。所述氯化钾镀锌层采用超邦化工的氯化钾镀锌滚镀工艺制备，镀层厚度为8～10μm。所述氯化钾镀锌滚镀工艺为。氯化锌45g/L，氯化钾200g/L，硼酸30g/L，ZINLITE401Bri光亮剂1mL/L，ZINLITE401Base辅助剂30mL/L，镀液pH为4.5～5.0，镀槽温度为25℃，镀槽电压为6V，滚桶转数6～12r/min。所述铬本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.适用于航空航天零部件的高耐蚀性氯化钾镀锌层结构，其特征在于：/n包括金属基体和电镀层，所述电镀层从内到外依次为氯化钾镀锌层、铬酸盐低铬彩色钝化层、和羟基石墨烯封闭层；/n所述氯化钾镀锌层是由新型氯化钾镀锌工艺制备的；/n所述氯化钾镀锌工艺采用广州超邦化工有限公司开发的新型氯化钾镀锌工艺。/n

【技术特征摘要】
1.适用于航空航天零部件的高耐蚀性氯化钾镀锌层结构，其特征在于：
包括金属基体和电镀层，所述电镀层从内到外依次为氯化钾镀锌层、铬酸盐低铬彩色钝化层、和羟基石墨烯封闭层；
所述氯化钾镀锌层是由新型氯化钾镀锌工艺制备的；
所述氯化钾镀锌工艺采用广州超邦化工有限公司开发的新型氯化钾镀锌工艺。


2.根据权利要求1所述的适用于航空航天零部件的高耐蚀性氯化钾镀锌层结构，其特征在于：
所述金属基体是钢铁。


3.根据权利要求1所述的适用于航空航天零部件的高耐蚀性氯化钾镀锌层结构，其特征在于：
所述氯化钾...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭崇武，陈康，黎小阳，赖奂汶，
申请(专利权)人：广州超邦化工有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44