CN103572286B - 镁合金表面复合沉积装饰方法 - Google Patents

镁合金表面复合沉积装饰方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种镁合金表面复合沉积装饰方法,本发明实施例提供的镁合金表面复合沉积装饰方法中,首先进行表面清洁步骤,然后对清洁后的镁合金进行化学镀镍步骤,在化学镀镍步骤完成后进行电镀步骤,最后进行PVD镀膜处理步骤,制得金属外观成品。与现有技术相比,本发明实施例提供的方法工艺操作简单,得到的涂层既保持镁合金产品表面的金属质感,又使产品的耐蚀性能、耐温度变化性及耐磨性提高。

Description

镆合金表面复合沉积装饰方法
技术领域
[0001] 本发明涉及镁合金表面处理技术,尤其涉及一种镁合金表面复合沉积装饰方法。
背景技术
[0002] 随着工业生产工艺的发展及工艺技术水平的不断提高,在表面处理技术领域,人 们对于日常生活中应用的电子产品,包括手机、电脑、家用电器等不仅质量要求提高,在外 观上也有了更高的要求。然而,要使合金产品保持自身的金属质感和优异的性能,常规的表 面处理工艺如有机涂层、化学镀、电镀、电泳、阳极氧化已无法满足。
[0003] 现有技术提供了一种金属合金表面处理方法,其采用的方法包括如下步骤:
[0004] a、金属表面进行等离子表面活化;
[0005] b、在预处理后的金属表面喷涂一层粉末涂层;
[0006] c、将金属合金表面进行静电粉末喷涂后的金属合金进行PVD处理;
[0007] d、然后进行电镀铜、电镀镍和电镀铬三层金属镀层。
[0008] 该发明对合金表面起到了防护作用及使镀层具有金属感。
[0009] 但是,现有技术中的金属合金表面处理方法的工艺生产周期长,生产成本高。通 过处理后得到的镀层并不能满足行业对产品性能及外观多样化的需求,制约了合金在高性 能、高美外观产品上的应用。
发明内容
[0010] 本发明提供一种镁合金表面复合沉积装饰方法,可以解决现有技术工业操作复 杂,且产品耐蚀性能较差的问题。
[0011] 本发明提出一种镁合金表面复合沉积装饰方法,包括:
[0012] 表面清洁步骤:对镁合金基体表面进行打磨、抛光处理、超声波除腊处理,去除镁 合金表面的附着物;
[0013] 化学镀镍步骤:将抛光后的基体表面进行化学镀镍;
[0014] 电镀步骤:将化学镀镍的基体依次进行预镀铜、镀碱铜、焦铜、酸铜及电镀珍珠 络;
[0015] PVD镀膜处理步骤:将经过电镀珍珠铬的基体置于PVD真空炉内,采用磁控溅射法 在基体表面镀上装饰膜,制得金属外观成品。
[0016] 优选的,所述的镁合金表面复合沉积装饰方法还包括:
[0017] 防指纹油处理步骤:对PVD处理后的金属外观成品喷涂一层透明薄膜的防指纹 油。
[0018] 由上可知,本发明实施例提供的镁合金表面复合沉积装饰方法中,首先进行表面 清洁步骤,然后对清洁后的镁合金进行化学镀镍步骤,在化学镀镍步骤完成后进行电镀步 骤,最后进行PVD镀膜处理步骤,制得金属外观成品。与现有技术相比,本发明实施例提供 的方法工艺操作简单,得到的涂层既保持镁合金产品表面的金属质感,又使产品的耐蚀性 能、耐温度变化性及耐磨性提高。按照ASTM B368-97的测试标准,镁合金经过本发明工艺 处理后,其CASS耐蚀时间为40H,NSS耐蚀时间为48H。
附图说明
[0019] 图1是本发明实施例提供的镁合金表面复合沉积装饰方法的流程图。
[0020] 本发明目的的实现、功能特点及优点将结合以下的实施例,参照附图做进一步说 明。
具体实施方式
[0021] 应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
[0022] 请参阅图1,图1是本发明实施例提供的镁合金表面复合沉积装饰方法的流程图。
[0023] 如图所示,本发明实施例提供的镁合金表面复合沉积装饰方法主要包括如下步 骤:
[0024] S01、表面清洁步骤:对镁合金基体表面进行打磨、抛光处理、超声波除腊处理,去 除镁合金表面的附着物。
[0025] 在本发明实施例中,所述的表面清洁处理步骤包括打磨、抛光、除蜡等工序。
[0026] 表面清洁处理中打磨工艺主要包括对镁合金表面的氧化皮和锈蚀产物、边角进行 打磨,获得干净新鲜的合金表面,依次采用型号为400#、600#、800#砂纸进行打磨。
[0027] 表面清洁处理中抛光工艺主要包括将经过打磨后的镁合金采用布轮进行抛光处 理,使镁合金表面粗糙度降低,以获得光亮、平整的表面效果。
[0028] 表面清洁处理中除腊工艺主要包括将抛光后的镁合金在超声波溶液中,进行超声 波处理,去除镁合金表面残留的蜡渍。
[0029] S02、化学镀镍步骤:将抛光后的基体表面进行化学镀镍。
[0030] 其中,所述化学镀镍又称为无电解镀镍,它是一种不加外在电流的情况下,利用金 属盐和还原剂共同存在的溶液中,靠自催化的化学反应而在合金表面沉积金属镀层的成膜 方法。
[0031] 所述化学镀镍主要由主盐、还原剂、缓冲剂、湿润剂、稳定剂、调整剂及络合剂等组 成。所述的化学镀镍处理溶液的PH值为5. 3-6. 8,镍含量为4. 5g/L-5. 8g/L,处理温度为 75°C -85°C,处理时间为20min-60min,空气搅拌。
[0032] 所述的化学沉镍经沉镍完成后进行烘干处理,烘干的温度为150°C -200°C,烘干 时间为 40min_70min。
[0033] 所述的化学镀镍膜层厚度为3um_10um。
[0034] S03、电镀步骤:将化学镀镍的基体依次进行预镀铜、镀碱铜、焦铜、酸铜及电镀珍 珠铬。
[0035] 在本实施例中,所述的预镀铜、镀碱铜、焦铜、酸铜及电镀珍珠镍、电镀铬的方法可 以采用所属技术领域的技术人员公知的各种电镀方法。
[0036] 所述电镀铜的方法是以镁合金作为阴极,铜板作为阳极,首先在温度为 35°C -45°C下将镁合金进行预镀铜处理,直流电的电流密度优选为0. 5A/dm2-l. 5A/dm2,处 理时间为30s-90s ;其次在温度为25°C -30°C下对镁合金进行碱铜处理,直流电的电流密度 优选为lA/dm2-2A/dm2),处理时间为3min-5min ;然后在温度50°C -60°C下进行焦铜处理,直 流电的电流密度优选为lA/dm2-3A/dm2,时间为5min-10min,空气搅拌;最后在25°C _30°C下 进行酸铜处理,直流电的电流密度优选为2A/dm2-4. 5A/dm2,时间为6min-15min,空气搅拌。
[0037] 所述电镀珍珠镍的方法是以镁合金为阴极,镍板作阳极,镀液的温度为 48°C -58°C,直流电的电流密度优选为3A/dm2-5A/dm2,时间7min-16min,空气搅拌。
[0038] 所述电镀铬以镁合金作为阴极,铅板作为阳极。所述镀液的温度为25°C -35°C,直 流电的电流密度优选为5A/dm2-9A/dm2,电镀时间为:lmin-3min。
[0039] 镁合金电镀后放置在烘干箱内进行干燥,干燥的温度优选为80°C _130°C,干燥时 间优选为l〇min_30min。
[0040] 本发明实施例电镀步骤中的预镀铜、电镀碱铜、焦铜、酸铜及电镀珍珠镍、电镀络 后分别经过连续三道纯水清洗,温度为常温,时间控制在30S-90S。
[0041] S04、PVD镀膜处理步骤:将经过电镀珍珠铬的基体置于PVD真空炉内,采用磁控溅 射法在基体表面镀上装饰膜,制得金属外观成品。
[0042] 其中,PVD是物理气相沉积(Physical Vapor Deposition,PVD)技术,是指在真 空条件下,利用蒸发或溅射等物理形式,将固体材料转化为原子、分子或者离子态的气相物 质,然后使这些携带能量的蒸发粒子沉积到基体或零件的表面,以形成膜层的制备方法。 PVD镀膜以不同形式可分为真空蒸发镀膜、真空离子镀膜、真空溅射镀膜三种形式。其中,本 发明实施例采用的方式为真空溅射镀膜。
[0043] 具体的,磁控溅射的原理如下:电子在电场的作用下加速飞向基片的过程中与氩 原子发生碰撞,电尚出大量的氩气尚子和电子,电子飞向基片。氩尚子在电场的作用下加速 轰击靶材,溅射出大量的靶材原子,呈中性的靶原子(或分子)沉积在基片上成膜。
[0044] 上述PVD镀膜处理步骤中,PVD镀膜涂层厚度为0. lum-lum。
[0045] 上述PVD镀膜处理步骤中,膜层为氧化物膜层、氮化物膜层或碳化物膜层中的任 意一种。
[0046] 本发明实施例在进行PVD镀膜时,磁控溅射工艺条件如下:
[0047] 炉内温度:60 °C -80 °C,电源功率:15KW-25KW ;偏压:550V-670V ;氩气流速: 150CCM-250CCM ;炉内真空压力:6xl0 3Pa-l. 2x10 2Pa ;镀膜时间:20min-70min。
[0048] 由上可知,本发明实施例提供的镁合金表面复合沉积装饰方法中,首先进行表面 清洁步骤,然后对清洁后的镁合金进行化学镀镍步骤,在化学镀镍步骤完成后进行电镀步 骤,最后进行PVD镀膜处理步骤,制得金属外观成品。与现有技术相比,本发明实施例提供 的方法工艺操作简单,得到的涂层既保持镁合金产品表面的金属质感,又使产品的耐蚀性 能、耐温度变化性及耐磨性提高。
[0049] 继续参见图1,在本发明实施例提供的检测方法中,还包括以下步骤:
[0050] S05、防指纹油处理步骤:对PVD处理后的金属外观成品喷涂一层透明薄膜的防指 纹油。
[0051] 具体的,本发明实施例中的防指纹油处理步骤具体为:
[0052] 在万级无尘喷涂室内进行喷涂,采用静电喷枪将油漆雾化喷到金属基体表面,形 成涂层并干燥处理,喷涂的指纹油膜层厚度为:lum-5um。
[0053] 其中,喷涂防指纹油后干燥温度:110°C _150°C。喷涂防指纹油干燥时间为 15min-30min〇
[0054] 与现有技术相比,本发明实施例提供的镁合金表面复合沉积装饰方法的工艺适用 性广,可结合现有成熟的表面处理方法,得到的膜层更加均匀、致密、防护性能大大提高。
[0055] 本发明实施例还避免了产品表面出现的月牙痕迹及水印问题,且有效的解决了电 镀"起泡"问题,大大提高了产品的良率。
[0056] 为更详细的理解本发明实施例,下面给出具体的实施例一、实施例二来本发明提 供的镁合金表面复合沉积装饰方法。
[0057] 实施例一:
[0058] 1、表面清洁
[0059] 将待处理的镁合金合金进行表面清洁,一次采用型号为400#、600#、800#砂纸进 行打磨,然后经过布轮抛光,最后进行超声波清洗,除去合金表面的油污、蜡及氧化皮。
[0060] 2、化学镀镍
[0061] 将镁合金合金置于化学镀镍槽体中,PH值为5. 8,镍含量为4. 8g/L,处理温度为 80°C,处理时间为35min,空气搅拌,经沉镍完成后进行烘干处理,烘干的温度为170°C,烘 干时间为50min,化学沉镍膜层厚度为7um。
[0062] 3、电镀
[0063] 将处理后的镁合金电镀处理,首先在温度为30°C下将合金进行预镀铜处理,直流 电的电流密度优选为lA/dm 2,处理时间为30s ;其次在温度为25°C下对镁合金进行碱铜处 理,处理时间为3min ;再次在温度55°C下进行焦铜处理,时间为8min ;然后在28°C下进行 酸铜处理,时间为8min ;最后在54°C下进行珍珠铬处理,时间9min ;电镀后烘干处理,温度 为110°C,时间为15min ;电镀膜层的厚度为25um。
[0064] 4、PVD
[0065] 将镁合金放置在磁控溅射炉内进行PVD处理,炉内温度:65°C,电源功率:18KW ;偏 压:580V;氩气流速:180CCM;炉内真空压力:6xl03Pa;镀膜时间:50min,PVD镀层为碳化 铬,膜厚为〇· 3um〇
[0066] 5、防指纹油
[0067] 将镁合金放在万级无尘喷涂室内进行喷涂,采用静电喷枪将油漆雾化喷到金属基 体表面,形成涂层。喷涂的指纹油膜层厚度为:2um,干燥温度:120°C,干燥时间:25min。
[0068] 实施例二:
[0069] 1、表面清洁
[0070] 将待处理的镁合金合金进行表面清洁,一次采用型号400#、600#、800#砂纸进行 打磨,然后经过布轮抛光,最后进行超声波清洗,除去合金表面的油污、蜡及氧化皮。
[0071] 2、化学镀镍
[0072] 将镁合金合金置于化学镀镍槽体中,PH值为6. 3,镍含量为5. 4g/L,处理温度为 80°C,处理时间为45min,中度搅拌,经沉镍完成后进行烘干处理,烘干的温度为190°C,烘 干时间为60min,化学沉镍膜层厚度为9um〇
[0073] 3、电镀
[0074] 将处理后的镁合金电镀处理,首先在温度为30°C下将合金进行预镀铜处理,直流 电的电流密度优选为1. 5A/dm2,处理时间为30s ;其次在温度为25°C下对镁合金进行碱铜 处理,处理时间为3min ;再次在温度55°C下进行焦铜处理,时间为8min ;然后在28°C下进 行酸铜处理,时间为14min ;最后在54°C下进行珍珠铬处理,时间15min ;电镀后烘干处理, 温度为ll〇°C,时间为20min ;电镀膜层的厚度为28um。
[0075] 4、PVD
[0076] 将镁合金放置在磁控溅射炉内进行PVD处理,炉内温度:71°C,电源功率:20KW ;偏 压:620V ;氩气流速:210CCM ;炉内真空压力:1. 2x10 2Pa ;镀膜时间:30min,PVD镀层为氮化 铬,膜厚为〇· 2um〇
[0077] 5、防指纹油
[0078] 将镁合金放在万级无尘喷涂室内进行喷涂,采用静电喷枪将油漆雾化喷到金属基 体表面,形成涂层。喷涂的指纹油膜层厚度为:3um,干燥温度:140°C,干燥时间:20min。
[0079] 在本发明实施例中,性能测试结果如表1所示:
[0080]
Figure CN103572286BD00071
[0081] 表 1
[0082] 从表1性能测试结果可看出,镁合金经过本发明工艺处理后,具有良好的附着力、 硬度、耐磨性,在高低温环境下,镁合金表面涂层无任何变化,耐温度变化性能好,经CASS、 NSS等耐盐雾性测试结果表明其防腐性能良好。
[0083] 应当理解的是,以上仅为本发明的优选实施例,不能因此限制本发明的专利范围, 凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效机构或等效流程变换,或直接或间接运用在 其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1. 一种镁合金表面复合沉积装饰方法,其特征在于,包括: 表面清洁步骤:对镁合金基体表面进行打磨、抛光处理、超声波除腊处理,去除镁合金 表面的附着物; 化学镀镍步骤:将抛光除蜡后的基体表面进行化学镀镍,所述化学镀镍处理溶液包括 主盐、还原剂、缓冲剂、湿润剂、稳定剂、调整剂及络合剂;所述的化学镀镍处理溶液的pH值 为5. 3-6. 8,镍含量为4. 5g/L-5. 8g/L,处理温度为75°C_85°C,处理时间为20min-60min,空 气搅拌; 电镀步骤:将化学镀镍的基体依次进行预镀铜、镀碱铜、焦铜、酸铜及电镀珍珠铬; PVD镀膜处理步骤:将经过电镀珍珠铬的基体置于PVD真空炉内,采用磁控溅射法在基 体表面镀上装饰膜,制得金属外观成品,所述PVD镀膜处理步骤中,磁控溅射工艺条件为: 炉内温度60°C-80°C,电源功率15KW-25KW;偏压550V-670V;氩气流速150ccm-250ccm;炉 内真空压力 6x10 3Pa_l. 2x102Pa;镀膜时间 20min_70min。
2. 根据权利要求1所述的镁合金表面复合沉积装饰方法,其特征在于,所述方法还包 括: 防指纹油处理步骤:对PVD镀膜处理后的金属外观成品喷涂一层透明薄膜的防指纹 油。
3. 根据权利要求2所述的镁合金表面复合沉积装饰方法,其特征在于,所述防指纹油 处理步骤具体包括: 喷涂工艺:在万级无尘喷涂室内进行喷涂,采用静电喷枪将防指纹油雾化喷到金属基 体表面形成涂层并干燥处理。
4. 根据权利要求3所述的镁合金表面复合沉积装饰方法,其特征在于,所述喷涂的指 纹油膜层厚度为lum-5um,喷涂防指纹油后干燥温度:110°C_150°C,喷涂防指纹油干燥时 间:15min_30min〇
5. 根据权利要求1或2所述的镁合金表面复合沉积装饰方法,其特征在于,所述装饰膜 涂层厚度为0.lum-lum,所述膜层为氧化物膜层、氮化物膜层或碳化物膜层中的任意一种。
6. 根据权利要求1或2所述的镁合金表面复合沉积装饰方法,其特征在于,所述镁合金 电镀后放置在烘干箱内进行干燥,干燥的温度为80°C_130°C,干燥时间为10min-30min。
7. 根据权利要求6所述的镁合金表面复合沉积装饰方法,其特征在于,所述电镀步骤 中,预镀铜、镀碱铜、焦铜、酸铜及电镀铬后分别经过连续三道纯水清洗,温度为常温,时间 控制在30s-90s。
8. 根据权利要求1或2所述的镁合金表面复合沉积装饰方法,其特征在于, 所述表面清洁步骤中打磨工艺包括:对镁合金表面的氧化皮和锈蚀产物、边角进行打 磨,获得干净新鲜的合金表面,依次采用型号为400#、600#、800#砂纸进行打磨; 所述表面清洁步骤中抛光处理工艺包括:将经过打磨后的镁合金采用布轮进行抛光处 理; 所述表面清洁步骤中除腊处理工艺包括:将抛光后的镁合金在超声波溶液中进行超声 波处理,去除镁合金表面残留的蜡渍。
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