CN105463415A - 一种镁合金化学镀无氟无铬前处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种镁合金化学镀无氟无铬前处理方法，该方法的镀液成分配比为：碱洗溶液Na₃PO₄？20g/L、NaOH？40g/L的混合溶液；活化液成分为：磷酸15g/L，钼酸15g/L，硝酸锌1.5g/L，NaF？0.5g/L，一定量有机胺；该方法操作步骤为制备碱洗溶液，处理试块；制备活化液，处理试块。有益效果是：采用无氟无铬前处理方法结合传统镍系镁合金化学镀方法，获得结合力良好的镀层，试件镀层硬度约为370HV，废液中不含六价铬或HF，方便处理，无环境污染。所用溶液成分均为常用化学药品，易于购买，价格低廉。温度环境要求不高便于操作，活化温度40℃即可，碱洗在室温条件下。

Description

一种镁合金化学镀无氟无铬前处理方法

技术领域

本发明涉及一种镁合金化学镀无氟无铬前处理方法。

背景技术

镁合金化学性质活泼，耐腐蚀性差，需要采用合理的表面处理提高其耐蚀性。因化学镀镍在复杂镀件表面可以获得厚度均匀的镀层，所得镀层具有优良的耐蚀性，成为镁合金表面处理的首选方法之一。但镍与镁的标准电势相差较大，如果直接在镁合金上化学镀镍，镀层与基体的结合力较差。为获得覆盖均匀的化学镀镍层，必须对镁合金镀件进行前处理。传统的工艺需要大量使用六价铬或HF，带来严重的环保问题。为实现前处理工艺的环保化，近年来无铬、无氟的前处理工艺受到关注。有人使用乙醇为溶剂的酸洗液直接成膜处理，或者用钼酸钠进行成膜前处理，还有人研究加入SnCl₂敏化，PbCl₂活化。但目前这些前处理所得镀层与基体的结合力均较差。

发明内容

针对背景技术存在的问题与不足，本发明的目的是提供一种镁合金化学镀无氟无铬前处理方法，以利于解决传统工艺的六价铬或HF的环保问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是提供一种镁合金化学镀无氟无铬前处理方法，该方法采用器部件包括电热恒温水浴锅、电子天平、吹风机、吸量管、烧杯、量筒，该方法的镀液成分配比为：碱洗溶液Na₃PO₄20g/L、NaOH40g/L的混合溶液；活化液成分为：磷酸15g/L，钼酸15g/L，硝酸锌1.5g/L，NaF0.5g/L，一定量有机胺；

该方法操作步骤为：

1)用电子天平、量筒准确计量上述碱洗溶液配方成分，置于烧杯中充分搅拌，碱洗试块；

2)用去离子水冲洗试块；

3)吹风机冷风吹干试块；

4)用电子天平、量筒准确计量上述活化液配方成分，置于烧杯中充分搅拌，将电热恒温水浴锅调至温度为40℃，加热烧杯，步骤3)试块置于活化液中活化；

5)用去离子水冲洗试块；

6)吹风机冷风吹干试块。

本发明的效果是：采用无氟无铬前处理方法结合传统镍系镁合金化学镀方法，获得结合力良好的镀层，试件镀层硬度约为370HV，与传统工艺镀层硬度相当。样块置于3.5％的NaCl溶液10分钟后，没有看到气泡。取出观察，宏观形貌没有明显变化。热震试验结果表明，试件表面没有出现镀层、基体相分离的现象。锉刀试验中观察受锉试件的棱，也没有出现分离现象。说明获得的镀层与镁合金基体的结合力较好。由于采用无氟无铬前处理方法，废液中不含六价铬或HF，方便处理，无环境污染问题。所用溶液成分均为常用化学药品，易于购买，价格低廉。温度环境要求不高便于操作，活化温度40℃即可，碱洗在室温条件下。

附图说明

图1为化学镀工艺流程图；

图2为本发明的前处理方法；

图3为本发明的磨性试验结果。

具体实施方式

结合实施例对本发明的镁合金化学镀无氟无铬前处理方法加以说明。

本发明的镁合金化学镀无氟无铬前处理方法，该方法采用器部件包括电热恒温水浴锅、电子天平、吹风机、吸量管、烧杯、量筒，该方法的镀液成分配比为：碱洗溶液Na₃PO₄20g/L、NaOH40g/L的混合溶液；活化液成分为：磷酸15g/L，钼酸15g/L，硝酸锌1.5g/L，NaF0.5g/L，一定量有机胺；

该方法操作步骤为：

1)用电子天平、量筒准确计量上述碱洗溶液配方成分，置于烧杯中充分搅拌，碱洗试块；

2)用去离子水冲洗试块；

3)吹风机冷风吹干试块；

4)用电子天平、量筒准确计量上述活化液配方成分，置于烧杯中充分搅拌，将电热恒温水浴锅调至温度为40℃，加热烧杯，步骤3)试块置于活化液中活化；

5)用去离子水冲洗试块；

6)吹风机冷风吹干试块。

镁合金化学镀的工艺流程如图1所示，通过实施例详细说明实现过程：

①依次用260#、600#、800#水砂纸打磨试样，再用600#、1000#、1500#金相砂纸逐级打磨并抛光，使其表面光洁、平整；

②用去离子水轻轻冲洗试件后，将其没入盛有去离子水的烧杯，把烧杯放在超声波清洗仪中，清洗5min；

③再次用去离子水冲洗，并进行前处理；

④经前处理的试件置于空烧杯中，用去离子水轻轻冲洗，并小心晃动烧杯，除去表面残留；

⑤取出试件，并用冷风快速吹干；

⑥将试件置于配好的烧杯并在恒温水浴锅中进行化学镀。

本发明的前处理方法为无氟无铬工艺，先对试件碱洗，清洗后进行活化。碱洗指将镁合金试样浸泡在碱性溶液中静置一段时间。活化处理是指将试件浸入盛活化液的烧杯中，在一定温度的恒温水浴锅里加热。再经水洗、风干后进行化学镀。流程如图2所示。

碱洗方法见表1

表1碱洗方法

活化方法见表2

表2活化方法

以AZ91D镁合金为例进行无氟无铬前处理并施镀：

宏观形貌分析与显微硬度测试

AZ91D镁合金试件，经过无氟无铬前处理后，再对试件施镀，从宏观上观察，其镀层与传统前处理工艺下生成的镍-磷合金层形貌相似。

EDS能谱分析表明，镀层成分主要包括镍、磷等，即说明本方案下形成的镀层仍然是镍-磷合金。经化学镀并风干的试件平均硬度值为371.03HV，最低为365.1HV，最高372.7HV，显著高于母材。

镀层耐磨性

采用镁合金试件无氟无铬前处理的方法，得到的试件耐磨性略高于传统前处理工艺条件下的AZ91D镁合金镀层耐磨性。进行五次耐磨性能试验，每次对试件用恒定压力旋转摩擦五分钟，用电子天平测量耐磨试验前后试件重量，记录耐磨试验造成的试件重量损失，根据重量损失数据评测试件耐磨性能。如图3所示，第五次磨损试验才出现测量值偏离理论值的现象。这是因为经过四次耐磨试验后，少量与镁合金基体结合力弱的镍-磷合金开始脱落，磨损量明显增加。

对采用相同方法获得的镀件进行热处理，耐磨性能试验结果可以看出：同样是在第五次试验出现拐点，而且趋势图与未经过热处理的镀件基本平行，说明耐磨性试验结果可靠性高。

用锉刀锉试件的棱，深度约2mm，未出现膜层与基体分离现象。说明获得的镀层与镁合金试件基体的结合力较好。将试件放入3.5％的NaCl腐蚀溶液中浸泡两小时，没有出现气泡等剧烈反应，取出后，宏观形貌没有发生明显变化。说明采用本方案前处理后进行化学镀，镀层可以有效保护镁合金试件基体。

Claims (1)

1.一种镁合金化学镀无氟无铬前处理方法，该方法采用器部件包括电热恒温水浴锅、电子天平、吹风机、吸量管、烧杯、量筒，该方法的镀液成分配比为：碱洗溶液Na₃PO₄20g/L、NaOH40g/L的混合溶液；活化液成分为：磷酸15g/L，钼酸15g/L，硝酸锌1.5g/L，NaF0.5g/L，一定量有机胺；

该方法操作步骤为：

1)用电子天平、量筒准确计量上述碱洗溶液配方成分，置于烧杯中充分搅拌，碱洗试块；

2)用去离子水冲洗试块；

3)吹风机冷风吹干试块；

4)用电子天平、量筒准确计量上述活化液配方成分，置于烧杯中充分搅拌，将电热恒温水浴锅调至温度为40℃，加热烧杯，步骤3)试块置于活化液中活化；

5)用去离子水冲洗试块；

6)吹风机冷风吹干试块。