[发明专利]一种三元锡-锌合金及其电镀方法

说明书

技术领域

本发明涉及具有特定组成成分的新型三元锡-锌-合金，其含有作为第三合金组分的一种金属锰。此外，本发明还涉及一种用来生成此类三元锡-锌-合金层的电镀方法，以及这种合金层作为防腐层或装饰层的用途。

背景技术

已知，铁材可以通过用锌镀层并随即钝化来防腐，钝化比如铬酸钝化（基于Cr⁶⁺）或亚铬酸钝化（基于Cr³⁺），其表面变为黄色、篮色、黑色或橄榄绿色而可识别。采取这种措施，在盐喷雾试验（DIN50021-ss）中直至开始出现红色锈蚀的保护时间可达到200-600小时。

对于更高的要求，即在盐喷雾试验中直至长达1000小时才大约开始出现红色锈蚀的耐腐蚀性可通过电镀含有镍、钴或铁作为合金组分的锌合金并随即铬酸钝化。合金元素的份额可以小于1重量%直至15重量%，例如在ZnFe体系中0.4-0.6重量%的Fe，例如在ZnNi体系中12-15重量％的Ni(锌合金方法：在技术中的性能和应用(Zinklegierungsverfahren：Eigenschaften und Anwendungen inder Technik)，Dr.A.Jiménez，B.Kerle和H.Schmidt，电镀技术89(1998)4)。

锡-锌-合金层也可用作为铁的防腐层。在盐喷雾试验中，对于经铬酸钝化的SnZn-镀层直至开始出现红色锈蚀可长达1000小时。最适宜的合金组成成分为70重量%的Sn和30重量%的Zn。其缺点是SnZn-镀层只有约50HV的较小的硬度(锡-锌-电镀，E.Budmann和D.Stevens，Trans IMF 76(1998)3)。

对于在铁材的防腐领域如汽车工业中的发展的观察可认识到，未来将对防腐体系提出以已知的方法不能满足的更高要求。这种对耐腐蚀性的将提高的要求可以是在盐喷雾试验中超过3000小时的耐腐蚀性。此外，这样的防腐层应具有尽可能高的硬度，是耐磨的，并且特别地也可能是可焊的。

所以本发明的任务在于，找到新的具有特别高的耐腐蚀性的合金体系，并提供用来沉积这种合金的电镀电解液，其可满足将来对于防腐作用的要求。

CN1239751C公开了一种三元锡-锌-合金，其组成成分为30-65重量%的锡、30-65重量%的锌和0.1-15重量%作为第三合金组分一种选自铁、钻、镍组中的金属。相应的合金层可通过含水电镀电解液浴的电解沉积而生成，该电镀电解液浴含有以溶解了的形式的合金组分。合金层显示有特别高的耐腐蚀性，因此特别适合作为铁材的防腐层。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种三元锡-锌合金，所述合金的合金层耐腐蚀性强，可以作为铁材的防腐层，且可减少污染。

为了达到上述目的，本发明采用了如下技术方案：

所述三元锡-锌合金，其按质量百分比包括：

锡    35~60%

锌    35~60%

锰    1~10%。

作为优选技术方案，所述三元锡-锌合金，按质量百分比包括：

锡    40~60%

锌    40~60%

锰    2~8%。

作为优选技术方案，所述三元锡-锌合金，按质量百分比包括：

锡    45~60%

锌    45~60%

锰    3~8%。

作为优选技术方案，所述三元锡-锌合金，其按质量百分比包括：

锡    50~60%

锌    50~60%

镍    3~6%。

所述三元锡-锌合金中，锡占合金的质量百分比为35~60%，例如36%、37%、38%、39%、40%、41%、42%、43%、44%、45%、46%、47%、48%、49%、50%、51%、52%、53%、54%、55%、56%、57%、58%，优选40~60%，进一步优选45~60%，更优选50~60%。

所述三元锡-锌合金中，锌占合金的质量百分比为35~60%，例如36%、37%、38%、39%、40%、41%、42%、43%、44%、45%、46%、47%、48%、49%、50%、51%、52%、53%、54%、55%、56%、57%、58%，优选40~60%，进一步优选45~60%，更优选50~60%。