CN102443791B

CN102443791B - 一种镁合金化学镀镍锡磷合金溶液及其处理工艺

Info

Publication number: CN102443791B
Application number: CN 201110401094
Authority: CN
Inventors: 王新刚; 张文雪; 何成; 栾丽君; 连建设; 江中浩
Original assignee: Changan University
Current assignee: Changan University
Priority date: 2011-12-06
Filing date: 2011-12-06
Publication date: 2013-10-23
Anticipated expiration: 2031-12-06
Also published as: CN102443791A

Abstract

本发明涉及一种用于镁合金表面化学镀镍锡磷合金溶液及其处理工艺，制得的该镁合金化学镀镍锡磷合金溶液为水溶液，该水溶液的pH值为8.5-9.5，每升水溶液中含有：硫酸镍：5克～25克，锡酸钠：3～7克，柠檬酸钠：40～90克，次亚磷酸钠：10～30克，硫脲：0.5～0.15毫克，氟化氢铵5～20克。在镁合金表面进行处理的工艺是先将表面清洁的镁合金部件在浓度为15％的硝酸溶液中处理40秒～60秒，在水中洗净，再在浓度40％的氢氟酸中处理5分钟～10分钟，在水中洗净后浸渍于镀镍锡磷溶液中进行化学施镀，工作温度85～90℃。其成分简单，配制方便，成本较低，成分浓度可在较大范围内变化，稳定性好，可长期存放，镀速较高。

Description

一种镁合金化学镀镍锡磷合金溶液及其处理工艺

技术领域

本发明属于金属表面处理技术领域，涉及镁合金表面非电解处理技术，具体涉及一种镁合金化学镀镍锡磷合金溶液及处理工艺。

背景技术

镁合金在实用金属结构材料中密度最小，能满足家用电器、通讯电子器件和汽车轻量化的要求。镁合金还具有比强度高、比刚度高、阻尼性好、导热性好以及减振性好等优越性能，可以替代钢、铝合金、塑料等制件，因而在汽车、电子、航空航天等领域有广泛的应用前景。随着科学技术的发展，各国汽车工业向安全、环保、节能方向发展，其中最主要的措施之一是使用镁合金降低汽车的自重，降低能源消耗和减少污染。

镁合金零件表面化学镀不同于钢铁零件。由于镁合金基体的电极电位远小于化学镀层，所以从耐蚀的角度看，化学镀层的保护作用属于阴极保护，镀层的耐蚀性主要取决于镀层的致密性。传统工艺是除油后浸锌，再电镀铜，最后化学镀镍，这种工艺复杂，成本高而效率低。其工艺流程为：镁合金表面脱脂并除去氧化膜—水洗—浸锌—水洗—氰化镀铜—碱性化学镀—水洗-烘干。改进后的工艺流程为：镁合金表面脱脂并除去氧化膜—水洗—浸铬酸及硝酸混合液—水洗—浸氢氟酸—水洗—碱性化学镀—水洗-烘干。这个工艺过程相对简单，但是所用的主盐是碱式碳酸镍或难溶的乙酸镍，成本较高，碱式碳酸盐比硫酸镍的原料价格高3倍以上。用硫酸镍代替碱式碳酸镍可有效地降低生产成本，提高生产效率。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种低成本的镁合金化学镀镍锡磷合金溶液及其处理工艺。

为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案得以实现：

一种镁合金化学镀镍锡磷合金溶液，其特征在于，制得的该镁合金化学镀镍锡磷合金溶液为水溶液，该水溶液的pH值为8.5-9.5，每升水溶液中含有：硫酸镍：5克～25克，锡酸钠：3克～7克，柠檬酸钠：40克～90克，次亚磷酸钠：10克～30克，硫脲：0.5毫克～0.15毫克，氟化氢铵5克～20克。

上述镁合金化学镀镍锡磷合金溶液在镁合金表面进行处理的工艺，其特征在于，按以下步骤进行：

a)先将表面清洁的镁合金部件在质量浓度为15％的硝酸溶液中处理40秒～60秒，在水中清洗干净；然后再放入质量浓度为40％的氢氟酸中处理5分钟～10分钟，在水中清洗干净；

b)将经上述处理后的镁合金部件，浸渍于镁合金化学镀镍锡磷合金溶液中进行化学施镀，其工作温度为85℃～90℃，施镀时间按所需获得镀覆层厚度决定；

c)施镀完成后，水洗后烘干。

本发明的优点在于：化学镀溶液的成分简单，配制方便，成本较低，各种成分浓度可在较大范围内变化，稳定性好，配制后可长期存放，操作十分方便，镀速高。当采用本发明的镁合金化学镀镍锡磷合金溶液作为一次性镀液使用时，可在较高负载量的情况下一次性长时间施镀，使镀液中的有效成分接近耗尽，施镀过程无需进行工艺监控。加温的方式采用水浴，可在镁合金表面镀覆功能性镀层。获得的化学镀层均匀光亮、平滑致密、与基体结合力良好，镍锡磷镀层锡含量为2-4wt.％，磷含量为4-9wt.％的非晶态合金。

附图说明

图1是AZ91D镁合金表面化学镀镍锡磷的显微组织。

图2是AZ91D镁合金基体和镍锡磷镀层在3wt.％NaCl溶液中的极化曲线；

以下结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

具体实施方式

按照本发明的技术方案，本发明的镁合金化学镀镍锡磷合金溶液，是以水作溶剂进行配制的水溶液，使用时用用浓氨水调至pH为8.5-9.5，每升该溶液中含有：硫酸镍：5克～25克，锡酸钠：3克～7克，柠檬酸钠：40克～90克，次亚磷酸钠：10克～30克，硫脲：0.5毫克～0.15毫克，氟化氢铵5克～20克。

其中，柠檬酸钠为络合剂，硫脲为稳定剂，氟化氢铵为腐蚀抑制剂。

用上述的镁合金化学镀镍锡磷合金溶液对镁合金进行表面处理工艺，按以下步骤进行：

a)先将表面清洁的镁合金部件在质量浓度为15％的硝酸溶液中处理40-60秒，然后在水中洗净；再在浓度40％的氢氟酸中处理5-10分钟，在水中洗净；

b)将经上述处理后的镁合金部件浸渍于镁合金化学镀镍锡磷合金溶液中进行化学施镀，其工作温度为85-90℃，施镀时间按所需获得镀覆层厚度而定；

c)施镀完成后，水洗后烘干。

以下是发明人给出的具体实施例，需要说明的是，这些实施例是本发明较优的例子，本发明不限于这些实施例。

实施例1：

按下述配方称取试剂：硫酸镍5克，锡酸钠3克，柠檬酸钠40克，次亚磷酸钠15克，硫脲0.5毫克，氟化氢铵10克；先将上述试剂分别用少量水溶解，然后混合，用水稀释至1升，即获得镁合金化学镀镍锡磷溶液，用浓氨水调至pH为8.5-9.5待用。

将AZ91D镁合金样品分别在碱性除油液、清水中彻底除油处理，再放入质量浓度为15％的硝酸溶液中处理40秒，水洗后在浓度40％的氢氟酸中处理5-10分钟，在水中洗净。然后浸渍上面配制过滤好的澄清镀液中，在85-90℃下进行化学施镀1小时，在AZ91D镁合金表面镀覆得到厚度为5-10微米的均匀致密光亮的镍锡磷合金镀层。

实施例2：

按下述配方称取试剂：硫酸镍15克，锡酸钠5克，柠檬酸钠50克，次亚磷酸钠20克，硫脲0.5毫克，氟化氢铵10克；先将上述试剂分别用少量水溶解，然后混合，用水稀释至1升，即获得本发明的镁合金化学镀镍锡磷溶液，用浓氨水调至pH为8.5-9.5待用。

将AZ91D镁合金样品分别在碱性除油液、清水中彻底除油处理，再放入质量浓度为15％的硝酸溶液中处理40秒，水洗后在浓度40％的氢氟酸中处理5-10分钟，在水中洗净。然后浸渍上面配制过滤好的澄清镀液中，在85-90℃下进行化学施镀2小时，在AZ91D镁合金表面镀覆得到厚度为10-15微米的均匀致密光亮的镍锡磷合金镀层。

实施例3：

按下述配方称取试剂：硫酸镍20克，锡酸钠5克，柠檬酸钠60克，次亚磷酸钠30克，硫脲1毫克，氟化氢铵10克；先将上述试剂分别用少量水溶解，然后混合，用水稀释至1升，即获得本发明的镁合金化学镀镍锡磷溶液，用浓氨水调至pH为8.5-9.5待用。

显而易见，上述镁合金化学镀镍锡磷溶液配方中的络合剂柠檬酸钠可以用乙二胺四乙酸或其钠盐，乳酸及丁二酸其中之一或两种及两种以上的混合物代替。稳定剂硫脲可以用钼酸铵，重金属的醋酸盐其中之一或两种及两种以上的混合物代替。腐蚀抑制剂氟化氢铵可以用氢氟酸，氟化氢盐，氟硼酸盐其中之一或两种及两种以上的混合物代替。

按以上实施例进行镁合金的化学镀镍锡磷合金的实验效果见下表：

Claims

1.一种镁合金化学镀镍锡磷合金溶液，其特征在于，制得的该镁合金化学镀镍锡磷合金溶液为水溶液，该水溶液的pH值为8.5～9.5，每升水溶液中含有：硫酸镍5克，锡酸钠3克，柠檬酸钠40克，次亚磷酸钠15克，硫脲0.5毫克，氟化氢铵10克；或者

所述的每升水溶液中含有：硫酸镍15克，锡酸钠5克，柠檬酸钠50克，次亚磷酸钠20克，硫脲0.5毫克，氟化氢铵10克。

2.如权利要求1述的镁合金化学镀镍锡磷合金溶液，其特征在于，所述的硫脲采用钼酸铵、重金属的醋酸盐其中之一或两种及两种以上的混合物替代。

3.如权利要求1述的镁合金化学镀镍锡磷合金溶液，其特征在于，所述的柠檬酸钠采用乙二胺四乙酸或其钠盐、乳酸及丁二酸其中之一或两种及两种以上的混合物替代。

4.如权利要求1述的镁合金化学镀镍锡磷合金溶液，其特征在于，所述的氟化氢铵采用氢氟酸、氟化氢盐、氟硼酸其中之一或两种及两种以上的混合物替代。