[发明专利]一种碳钢螺栓电镀预处理方法

说明书

本发明公开了一种碳钢螺栓电镀前处理工艺，包括以下步骤：（1）电解除油：将碳钢螺栓放入电解液中，电解除油，（2）螺栓酸洗：酸洗去除螺栓基体表面的氧化物；（3）超声清洗：在低分子醇中超声清洗，晾干/烘干；（4）离子液体阳极活化：活化液是路易斯酸性的溶液，使用三氯化铝和有机盐配制而成，优选使用三氯化铝和二取代氯化咪唑，按照摩尔比1~2：1进行配制；活化参数如下：碳钢螺栓工件为阳极，铝板作为阴极，活化液温度15‑80℃，活化电流密度2‑10mA/cm2，活化时间2‑8min。本发明方法工艺简单、操作方便、能耗小，对环境无污染，可以去除碳钢螺栓表面钝化膜以获得清洁无氧化层的表面，有利于获得结合力优异的耐腐蚀性镀层，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种电镀工作预处理方法，尤其涉及一种待电镀的碳钢螺栓表面的预处理方法及其应用，属于材料表面处理技术领域。

背景技术

螺栓被广泛应用建筑、家电、汽车、石油化工领域中，尤其是碳钢螺栓以其成本低，强度高，综合力学性能好的特点使用尤为广泛。目前对于碳钢的防腐处理常见的方法是表面镀锌处理，然而，在某些极端恶劣的条件下，如海洋环境，碳钢螺栓表面容易发生电化学反应，出现生锈腐蚀。生锈的碳钢螺栓结构强度速度降低，直接影响设备的安全性可靠性。而且，在定期维护过程中锈蚀的碳钢由于棱角结构强度下降，十分容易打滑，有时候不得不采用暴力破坏的方法进行拆卸，增加了生产维护过程中的劳动强度和工程成本。因此对传统螺栓进行表面处理，提高其防腐蚀性能十分必要。

目前，应用最为广泛的表面处理方法是镀覆防腐，通过电化学反应在螺栓表面沉积形成耐腐蚀层，提高螺栓的整体耐腐蚀性能。但是螺栓工件自身材质通常具有易氧化的特性，在储存过程中其表面容易发生氧化反应形成氧化膜，且该氧化膜层很难彻底去除。即使通过物理打磨处理清除了其表面的氧化层，当结束打磨后，在空气中氧气和水分作用下极易再氧化，使得螺栓表面形成再氧化层。若在未彻底去除氧化层的条件下进行镀覆，得到的镀层与基体结合牢固极差，特别是夹杂有基体氧化层的部分在实际使用过程中会迅速出现镀层剥落，不能满足螺栓在一些特殊场合的实际使用要求。

因此，在对螺栓进行电镀之前，需进行预处理工艺，以除去螺栓表面的氧化层，提高电镀沉积层的附着力。现有常规的预处理工艺有：除油浸渍、预镀铜、闪镀镍等。但这些工艺预处理的螺栓工件在电镀后均无法满足附着力的要求，特别是碳钢材质本身的化学特性使得化学预处理过程中螺栓表面缝隙中的氧化层不易剥离，为进一步提高镀层与螺栓基体的结合力，寻求新的预处理方法显得十分迫切。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中碳钢螺栓电镀前处理中，表面氧化层在螺栓细小的缝隙结构中难以有效清除，使得电镀层附着力强度不佳的不足，提供一种碳钢螺栓电镀预处理工艺，对碳钢螺栓工件表面进行预处理，提高其后续电镀的表面质量与结合力。

为解决上述技术问题，本发明提供了以下技术方案：

一种碳钢螺栓电镀前处理工艺，包括以下步骤：

（1）电解除油：将碳钢螺栓放入电解液中，电解除油，对螺栓基体进行脱脂除油。

（2）螺栓酸洗：将电解除油后的碳钢螺栓放入酸洗液中，酸洗去除螺栓基体表面的氧化物。

（3）超声清洗：将经过步骤2处理的碳钢螺栓放入低分子醇中，超声清洗，晾干/烘干。

（4）离子液体阳极活化：活化液是路易斯酸性的溶液，使用三氯化铝和有机盐配制而成，优选使用三氯化铝和二取代氯化咪唑，按照摩尔比1~2：1进行配制。活化参数如下：碳钢螺栓工件为阳极，铝板作为阴极，活化液温度15-80℃，优选的，温度为20-60℃。活化电流密度2-10mA/cm2，活化时间2-8min。优选的，活化过程中，对活化液进行搅拌。优选搅拌速率为100~400r/min。活化过程中，对溶液进行搅拌可以促进工件表面的离子液的扰动，促进氧化层的成分在阳极活化过程中褪脱。最好是100~200r/min的转速进行搅拌，效果更佳。