一种用于Al-Zr合金电镀的电镀液、其制备方法及电镀方法技术

本发明专利技术属于电镀技术领域，涉及一种用于Al-Zr合金电镀的电镀液、其制备方法及电镀方法。本发明专利技术的电镀液，其特征在于：它由卤化烷基咪唑类有机化合物、铝的无水卤化物、锆的无水卤化物和添加剂混合构成。本发明专利技术的电镀步骤是：准备阴极和阳极；清洗待镀工件；电镀；致密化处理；铬酸盐处理。本发明专利技术提供了一种用于Al-Zr合金电镀的电镀液、其制备方法及电镀方法，大大降低了对电镀设备的要求，进而降低了电镀成本；同时，避免了降低待镀工件的力学性能。

Electroplating solution for Al-Zr alloy plating, preparation method and electroplating method thereof

The invention belongs to the technical field of electroplating, and relates to an electroplating solution for electroplating Al-Zr alloy, a preparation method thereof and an electroplating method. The electroplating solution of the present invention is characterized in that it comprises a mixture of halogenated alkyl imidazole organic compounds, anhydrous halides of aluminum, anhydrous halides of zirconium and additives. The method comprises the following steps: preparing a cathode and an anode; cleaning the workpiece to be plated; electroplating; densification; chromate treatment. The present invention provides a method for plating Al-Zr alloy electroplating liquid and its preparation method and plating method, greatly reduces the electroplating equipment requirements, thereby reducing the electroplating cost; at the same time, avoid to reduce the mechanical performance of plating workpiece.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电镀
，涉及一种用于Al-Zr合金电镀的电镀液、其制备方法及电镀方法。
技术介绍
目前用于Al-Zr合金电镀的电镀液和电镀方法参见论文1、2和专利1：论文1：ElectrodepositionofAl-ZrAlloysfromLewisAcidicAluminumChloride1Ethyl3-methylimidazoliumChlorideMelt.TetsuyaTsuda,CharlesHussey,GeryR.Stafford,OleEdvardKongstein.JOURNALOFTHEELECTROCHEMICALSOCIETY,2004.论文2：ElectrodepositionofBrightAl-ZrAlloyCoatingsfromDimethylsulfone-BasedBaths.SuguruShiomi,MasaoMiyake,TetsujiHirato.JOURNALOFTHEELECTROCHEMICALSOCIETY,2012.专利1：铝合金电镀镀层及其制备方法，叶伟炳，专利申请号：CN201210240465.5，2012年。论文1是采用氯化铝和氯化-1-乙基-3甲基咪唑混合物作为电镀槽液，并加入氯化锆，其中氯化铝摩尔含量为66.7-33.3mol％。该论文从电镀槽液中电镀出Al-Zr合金镀层后直接使用，并未进行致密化处理和铬酸盐处理。论文2采用二甲砜和氯化铝混合物作为电镀槽液，并加入四氯化锆。该论文电镀槽液是基于二甲砜，与本专利技术完全不同，本专利技术的电镀槽液是基于卤化烷基咪唑类有机物。专利1采用熔融盐电镀的方法温度非常高，对电镀设备的要求高，导致电镀成本高，还有可能降低待镀工件的力学性能；并且该专利的铝合金电镀镀层中主要成分为为Ti：0.2-10wt％，Cr：0.5-2.5wt％，Zr：0.05-0.2wt％，纳米颗粒0.5-6wt％，余量为Al；而本专利技术的镀层只含Al和Zr。
技术实现思路
本专利技术的目的是：提供一种用于Al-Zr合金电镀的电镀液、其制备方法及电镀方法，以便降低对电镀设备的要求，进而降低电镀成本；同时，避免降低待镀工件的力学性能。本专利技术的技术方案是：一种用于Al-Zr合金电镀的电镀液，其特征在于：它由卤化烷基咪唑类有机化合物、铝的无水卤化物、锆的无水卤化物和添加剂混合构成，铝的无水卤化物占电镀液的重量百分比为10％～50％；锆的无水卤化物占电镀液的重量百分比为2％～20％；添加剂占电镀液的重量百分比为0.001％～5％；余量为卤化烷基咪唑类有机化合物；所述的卤化烷基咪唑类有机化合物是下列物质其中之一或者它们的混合物：氯化1-甲基咪唑、溴化1-甲基咪唑、氯化1-乙基咪唑、溴化1-乙基咪唑、氯化1-丙基咪唑、溴化1-丙基咪唑、氯化1-甲基-3-乙基咪唑、溴化1-甲基-3-乙基咪唑、氯化1,3-二甲基咪唑、溴化1,3-二甲基咪唑、氯化1,3-二乙基咪唑、溴化1,3-二乙基咪唑、氯化1-甲基-3-丙基咪唑、溴化1-甲基-3-丙基咪唑、氯化1-甲基-3-乙基咪唑、溴化1-甲基-3-乙基咪唑、氯化1-丁基-3-丁基咪唑、溴化1-丁基-3-丁基咪唑、氯化1-丁基-3甲基咪唑、溴化1-丁基-3甲基咪唑、氯化1-乙基-3甲基咪唑、溴化1-乙基-3甲基咪唑、氯化1-己基-3-甲基咪唑、溴化1-己基-3-甲基咪唑、氯化1-辛基-3-甲基咪唑、溴化1-辛基-3-甲基咪唑、氯化1-癸基-3-甲基咪唑、溴化1-癸基-3-甲基咪唑；所述的铝的无水卤化物是：氯化铝或溴化铝；所述的锆的无水卤化物是：氯化锆、溴化锆或碘化锆；所述的添加剂是下列物质其中之一或者它们的混合物：苯、甲苯、二甲苯、甲醛、氯化胆碱、甲醇、乙醇、氯化钠、氯化钾、氯化镁、氯化锰或氯化铈。如上面所述的电镀液的制备方法，其特征在于：制备的步骤是：1、备料：按照比例称取卤化烷基咪唑类有机化合物、铝的无水卤化物、锆的无水卤化物和添加剂；2、混合铝的无水卤化物和卤化烷基咪唑类有机化合物：在带有惰性气体保护、加温和搅拌设备的手套箱中混合铝的无水卤化物和卤化烷基咪唑类有机化合物，加热到30℃～150℃，搅拌至少30min；所述的惰性气体是：高纯氩气或高纯氮气；3、加入锆的无水卤化物：向铝的无水卤化物和卤化烷基咪唑类有机化合物溶液中添加锆的无水卤化物，继续搅拌至少30min，保持温度30℃～150℃；4、加入添加剂：向铝的无水卤化物、卤化烷基咪唑类有机化合物和锆的无水卤化物溶液中加入添加剂，继续搅拌至少30min，保持温度30℃～150℃。采用如上面所述的电镀液进行Al-Zr合金的电镀方法，其特征在于：电镀Al-Zr合金的步骤是：1、准备阴极和阳极：所述的阴极是待镀工件，待镀工件的材质为：结构钢、不锈钢、铝及其合金或者钛及其合金；所述的阳极的材质为：石墨或纯度不小于99.9％的纯铝；2、清洗待镀工件：采用汽油、丙酮或乙醇清洗待镀工件，保证待镀工件表面水膜连续30s以上，然后采用洁净的压缩空气吹干；3、电镀：将阴极和阳极置于电镀溶液中，阴阳极距离为0.1cm～20cm；采用直流电源进行电镀，电流密度为0.1A/dm2～20A/dm2，电镀液的温度为30℃～150℃，电镀时间为20min～120min；4、致密化处理：对镀后的工件进行喷丸处理，丸粒为陶瓷丸或玻璃丸，丸粒直径为0.05mm～0.4mm，丸粒完整度不小于85％，喷丸压力为0.02MPa～0.2MPa，喷丸距离100mm～300mm，覆盖率100％；5、铬酸盐处理：在室温下，将镀后的工件浸入CJ-23处理液或Aldoine1500s处理液中，处理时间是1min～3min，取出工件用清水冲洗至少1min,然后采用洁净的压缩空气吹干。本专利技术的优点是：提供了一种用于Al-Zr合金电镀的电镀液、其制备方法及电镀方法，大大降低了对电镀设备的要求，进而降低了电镀成本；同时，避免了降低待镀工件的力学性能。具体实施方式下面对本专利技术做进一步详细说明。一种用于Al-Zr合金电镀的电镀液，其特征在于：它由卤化烷基咪唑类有机化合物、铝的无水卤化物、锆的无水卤化物和添加剂混合构成，铝的无水卤化物占电镀液的重量百分比为10％～50％；锆的无水卤化物占电镀液的重量百分比为2％～20％；添加剂占电镀液的重量百分比为0.001％～5％；余量为卤化烷基咪唑类有机化合物；所述的卤化烷基咪唑类有机化合物是下列物质其中之一或者它们的混合物：氯化1-甲基咪唑、溴化1-甲基咪唑、氯化1-乙基咪唑、溴化1-乙基咪唑、氯化1-丙基咪唑、溴化1-丙基咪唑、氯化1-甲基-3-乙基咪唑、溴化1-甲基-3-乙基咪唑、氯化1,3-二甲基咪唑、溴化1,3-二甲基咪唑、氯化1,3-二乙基咪唑、溴化1,3-二乙基咪唑、氯化1-甲基-3-丙基咪唑、溴化1-甲基-3-丙基咪唑、氯化1-甲基-3-乙基咪唑、溴化1-甲基-3-乙基咪唑、氯化1-丁基-3-丁基咪唑、溴化1-丁基-3-丁基咪唑、氯化1-丁基-3甲基咪唑、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于Al‑Zr合金电镀的电镀液，其特征在于：它由卤化烷基咪唑类有机化合物、铝的无水卤化物、锆的无水卤化物和添加剂混合构成，铝的无水卤化物占电镀液的重量百分比为10％～50％；锆的无水卤化物占电镀液的重量百分比为2％～20％；添加剂占电镀液的重量百分比为0.001％～5％；余量为卤化烷基咪唑类有机化合物；所述的卤化烷基咪唑类有机化合物是下列物质其中之一或者它们的混合物：氯化1‑甲基咪唑、溴化1‑甲基咪唑、氯化1‑乙基咪唑、溴化1‑乙基咪唑、氯化1‑丙基咪唑、溴化1‑丙基咪唑、氯化1‑甲基‑3‑乙基咪唑、溴化1‑甲基‑3‑乙基咪唑、氯化1,3‑二甲基咪唑、溴化1,3‑二甲基咪唑、氯化1,3‑二乙基咪唑、溴化1,3‑二乙基咪唑、氯化1‑甲基‑3‑丙基咪唑、溴化1‑甲基‑3‑丙基咪唑、氯化1‑甲基‑3‑乙基咪唑、溴化1‑甲基‑3‑乙基咪唑、氯化1‑丁基‑3‑丁基咪唑、溴化1‑丁基‑3‑丁基咪唑、氯化1‑丁基‑3甲基咪唑、溴化1‑丁基‑3甲基咪唑、氯化1‑乙基‑3甲基咪唑、溴化1‑乙基‑3甲基咪唑、氯化1‑己基‑3‑甲基咪唑、溴化1‑己基‑3‑甲基咪唑、氯化1‑辛基‑3‑甲基咪唑、溴化1‑辛基‑3‑甲基咪唑、氯化1‑癸基‑3‑甲基咪唑、溴化1‑癸基‑3‑甲基咪唑；所述的铝的无水卤化物是：氯化铝或溴化铝；所述的锆的无水卤化物是：氯化锆、溴化锆或碘化锆；所述的添加剂是下列物质其中之一或者它们的混合物：苯、甲苯、二甲苯、甲醛、氯化胆碱、甲醇、乙醇、氯化钠、氯化钾、氯化镁、氯化锰或氯化铈。...

【技术特征摘要】
1.一种用于Al-Zr合金电镀的电镀液，其特征在于：它由卤化烷基咪唑
类有机化合物、铝的无水卤化物、锆的无水卤化物和添加剂混合构成，铝的
无水卤化物占电镀液的重量百分比为10％～50％；锆的无水卤化物占电镀液的
重量百分比为2％～20％；添加剂占电镀液的重量百分比为0.001％～5％；余量
为卤化烷基咪唑类有机化合物；所述的卤化烷基咪唑类有机化合物是下列物
质其中之一或者它们的混合物：氯化1-甲基咪唑、溴化1-甲基咪唑、氯化1-
乙基咪唑、溴化1-乙基咪唑、氯化1-丙基咪唑、溴化1-丙基咪唑、氯化1-
甲基-3-乙基咪唑、溴化1-甲基-3-乙基咪唑、氯化1,3-二甲基咪唑、溴化1,3-
二甲基咪唑、氯化1,3-二乙基咪唑、溴化1,3-二乙基咪唑、氯化1-甲基-3-
丙基咪唑、溴化1-甲基-3-丙基咪唑、氯化1-甲基-3-乙基咪唑、溴化1-甲基
-3-乙基咪唑、氯化1-丁基-3-丁基咪唑、溴化1-丁基-3-丁基咪唑、氯化1-
丁基-3甲基咪唑、溴化1-丁基-3甲基咪唑、氯化1-乙基-3甲基咪唑、溴化
1-乙基-3甲基咪唑、氯化1-己基-3-甲基咪唑、溴化1-己基-3-甲基咪唑、氯
化1-辛基-3-甲基咪唑、溴化1-辛基-3-甲基咪唑、氯化1-癸基-3-甲基咪唑、
溴化1-癸基-3-甲基咪唑；所述的铝的无水卤化物是：氯化铝或溴化铝；所述
的锆的无水卤化物是：氯化锆、溴化锆或碘化锆；所述的添加剂是下列物质
其中之一或者它们的混合物：苯、甲苯、二甲苯、甲醛、氯化胆碱、甲醇、
乙醇、氯化钠、氯化钾、氯化镁、氯化锰或氯化铈。
2.如权利要求1所述的电镀液的制备方法，其特征在于：制备的步骤是：
2.1、备料：按照比例称取卤化烷基咪唑类有机化合物、铝的无水卤化物、
锆的无水卤化物和添加剂；
2.2、混合铝的无水卤化物和卤化烷基咪唑类有机化合物：在...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹中伟，孙志华，彭超，汤智慧，宇波，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司北京航空材料研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11