[其他]钼酸盐电化学法金属表面发黑工艺

说明书

本发明是关于金属表面处理的新工艺。

为了提高金属器件的防腐蚀能力，美化产品外观，提高市场竞争能力和满足某些特殊器件表面消光性能的需要，往往需将某些金属器件表面处理成漂亮的黑色。目前在铜铁表面获得黑色膜层的方法有：钢铁/高温氧化（碱性发蓝）;钢铁/中间层/黑铬、黑镍、染黑、黑油漆、黑纯化等。在这些获得黑色膜层的方法中，有的成本较高，工艺繁琐;有的耐腐蚀性能差，工艺不稳定;有的还需使用贵金属银，多数方法对环境造成污染。目前广泛使用的“碱性发蓝”法，除消耗大量能源并造成环境污染外，黑色复盖层的质量也不同程度地存在问题，尤其是生铁件，存在防锈力差，黑度不够（棕红到棕黑）等缺点。

特许公报昭48-27181提出电解钼酸铵在不锈钢表面获得黑色镀层，但前处理条件苛刻，要求在450℃下的重铬酸钾、重铬酸钠混合熔融体中获得中间层。用钼酸盐在生铁表面直接染黑（特许公报昭48-24138），需使用镍盐及剧毒的亚砷酸盐，溶液不稳定，获得的膜层附着力差，黑度也不理想。在所查阅的文献资料中，亦未见用于生产的实例报导。

本发明的目的是提供一种基本无毒、工艺条件较宽、电解液以钼酸盐为主盐的、在钢、铁等金属表面而获得色泽漂亮、结合力较好、具有一定防腐蚀能力的黑色膜层的方法。

1、本发明的工艺流程如下：

除油-热水洗-冷水洗-除锈-流动冷水洗-镀中间薄层锌（5～15分钟）-冷洗-弱腐蚀（1～3分钟）-冷洗-弱钼酸盐电解发黑（10～30分钟）-冷洗-无毒镀后封闭处理（浸于处理液3～10秒）-凉干-检查-

2、本发明的钼酸盐电解液配方及电解条件如下：

钼酸铵〔（NH₄）₆Mo₇O₂₄·4H₂O〕

30～100克/L

添加剂：多羟基酸盐

10～100克/L

大分子表面活性剂

1～50mL/L

氨或碱金属盐

5～100mL/L

PH值

4.0～7.0

温度

15～40℃

阴极电流密度

0.01～0.8A/dm²

阳极

石墨板

3、本发明的钼酸盐电解液配制方法如下：

（1）用热水溶液钼酸铵，待冷却后加入添加剂多羟基酸盐，搅拌至完全溶解。

（2）加入添加剂大分子表面活性剂和氨或碱金属盐，充分搅拌，检查溶液的PH值，可用NH₃·H₂O或H₂SO₄调整。

4、本发明钼酸盐电解液的稳定性及杂质的影响：

本发明所使用的钼酸盐电解液相当稳定，使用半年以上性能无明显变化，在反应过程中，主盐M₀O^2-₄不断消耗，当钼酸铵含量低于30克/L时，需补充加入钼酸铵，在电解中添加剂原则上不消耗。当PH大于7时，应加适量H₂SO₄调节。

但在发明中钼酸盐电解液不能引进大量诸如Cu、Pb、Fe、Sn及氢后的重金属离子，否则损坏黑钼层的稳定性以及使钼黑膜层产生灰暗的不良现象，在上述重金属离子含量不大于0.15%的情况下，仍能获得良好的黑钼膜层。

5、本发明钼酸盐电解发黑时温度的影响：

温度低于15℃，沉积速度过慢，镀层出现棕黑色，温度高于40℃时，阴极极化降低，沉积速度过快，镀层疏松，附着力差。溶液温度在15～40℃范围内，将获得色泽均匀，较细密和附着力较好的黑钼镀层。

6、本发明钼酸盐电解发黑时PH值的影响：

PH＜4.0时，添加剂的作用大为减弱，但当PH＞7时，阴极极化作用过强，膜层出现棕黑色。电解液的PH维持在4.0～7.0范围内，可获满意结果。

7、本发明钼酸盐电解液的添加剂：

钼酸盐电解液添加剂是本发明的关键材料。用单一钼酸盐溶液处理的器件，虽然获得黑色膜层，但经弯曲，折叠等试验较容易脱落，这表明它的附着力是比较差的。