[发明专利]锌或锌合金电镀方法和系统

说明书

本发明提供一种锌或锌合金电镀方法，是包括在具备阴极和阳极的碱性锌或锌合金电镀浴中通电的锌或锌合金电镀方法，阳极为在导电性基材上以能够通电的状态涂布有耐碱性陶瓷的阳极，碱性锌或锌合金电镀浴为含有有机化合物添加剂的碱性锌镀浴、或者为含有胺系螯合剂和有机化合物添加剂的碱性锌合金电镀浴，与使用没有涂布耐碱性陶瓷的相同的导电性基材作为阳极的情况相比较，碱性锌镀浴中的有机化合物添加剂或者碱性锌合金电镀浴中的胺系螯合剂和有机化合物添加剂的由通电所致的在上述阳极表面的氧化分解被抑制。

技术领域

本发明涉及锌或锌合金电镀方法和系统。详细而言，涉及在使用碱性锌或锌合金电镀浴对钢部件等实施耐腐蚀性优异的锌或锌合金电镀时，通过使用在导电性基材上以能够通电的状态涂布有耐碱性陶瓷的阳极，能够在维持镀浴性能的同时长期使用的电镀方法和系统。

背景技术

锌镀覆使用含有氰化物的浴而被用作几乎不含有有机化合物的低廉的防锈镀覆。但是，近年来研究了不使用毒性强的氰化物的锌镀浴，含有季铵聚合物等有机化合物的锌镀浴开始普及。但是，若该有机化合物因阳极氧化而分解消失，则密合性差的树枝状晶体析出，无法进行良好的防锈锌镀覆。

锌合金镀覆与锌镀覆相比具有优异的耐腐蚀性，因此广泛用于汽车部件等。特别是，碱性锌镍合金镀浴被用于要求高耐腐蚀性的燃料部件、放置于高温环境下的发动机部件。碱性锌镍合金镀浴为选定适合Ni共析率的胺系螯合剂而使镍溶解，使锌和镍共析到镀覆皮膜上的镀浴。但是，使用碱性锌镍合金镀浴实施电镀时，通电时的阳极表面的胺系螯合剂的氧化分解成为问题。镍离子或铁离子等铁系金属离子共存时，它们成为氧化催化剂而进一步促进胺系螯合剂的氧化分解。由此，碱性锌镍合金镀浴与阳极接触时胺系螯合剂迅速分解，镀覆性能迅速下降。因该分解物的积蓄而导致出现电流效率的降低、浴电压的上升、镀覆膜厚的减少、镀覆皮膜中的镍含有率的降低、能够镀覆的电流密度范围的缩小、光泽的降低、COD的上升等很多问题。因此，无法长期使用镀浴，必须更换镀浴。

作为用于改善上述问题的方法，目前为止已知有几种方法。例如，在日本特表2002－521572号公报中公开了将碱性锌镍合金镀浴(阴极液)和酸性的阳极液用由全氟聚合物构成的阳离子交换膜分离的方法。然而，阳极液使用酸性液时，阳极必须使用经铂镀覆的钛等昂贵的耐腐蚀性部件。另外，隔膜破损时，还有阳极侧的酸性溶液与阴极侧的碱性溶液混合而发生剧烈的化学反应的事故的可能性。另一方面，本发明人等通过镀覆试验明确了当阳极液使用碱性液代替酸性液时，因通电而导致阳极液急剧地向阴极液移动，阳极液的液面降低和阴极液的液面上升同时发生。

在日本特开2007－2274号公报中，作为解决上述问题点的方法，记载了使用阳离子交换膜，在碱性的阳极液中追加补给碱性成分的方法。然而，该方法需要追加的设备、液体管理等，操作变得繁琐。

另外，在国际公开第2016/075963号中，记载了将包含阴极的阴极区域和包含阳极的阳极区域用阴离子交换膜分离，使用碱性锌合金镀液作为阴极区域中含有的阴极液，使用碱性水溶液作为阳极区域中含有的阳极液，进行锌合金电镀的方法。根据该方法，浴中的胺系螯合剂在阳极的氧化分解被抑制，但存在阴离子从镀液向阳极电解液移动，碳酸钠、硫酸钠、草酸钠急剧增加，在膜上沉淀、析出而破坏膜的问题，为了防止这点，需要阳极液的杂质浓度管理和频繁的阳极液的更新。另外，阳极单元的导入需要非常高额的设备投资和阳极液的循环罐、配管等宽敞的设置场所，还需要阳极单元的维护、定期的膜更换等，不经济。

另外，在日本特表2008－539329号公报中，公开了利用过滤膜将阴极和阳极的电极间分离的锌合金镀浴。但是，本发明人等进行过确认，结果辨明了公开的过滤膜无法防止阴极液和阳极液的移动，无法防止阳极的螯合剂分解。另外，由于阳极液也使用锌合金镀液，所以非常促进阳极液的分解。因此，需要阳极液的更换，不更换的情况下分解物向阴极的镀液中移动。因此了解到实质上无法延长镀液寿命。

发明内容