CN105543917A - 一种镀镍镁合金轮毂的双打底电镀方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种镀镍镁合金轮毂的双打底电镀方法，该方法操作步骤如下：1)镀前处理：2)预镀无氰铜打底处理，其中预镀无氰铜的镀液组成成份及工艺为：硫酸铜120-130g/L；乙二胺四亚甲基膦酸钠160-180g/L，酒石酸钾80-100g/L；2-巯基苯并噻唑0.3-0.5g/L，镀液的pH为8.5-9.5；镀液温度为45-55℃；电镀时间为15-25min；阴极电流密度：1.2-1.4A/dm2；阳极电流密度：0.6-0.8A/dm2；采用气体搅拌；3)焦磷酸盐镀铜打底处理，其中焦磷酸盐镀铜处理镀液的组成成份及工艺为：焦磷酸铜100-120g/L；焦磷酸钾140-160g/L；浓度为25-30％的氨水6-8mL/L；柠檬酸钾8-12g/L，酒石酸钾钠15-25g/L；光亮剂0.2-0.3mL/L；其余为水；镀液的pH为8.5-9.5；镀液温度为45-55℃；电镀时间为25-35min；阴极电流密度：1.2-1.4A/dm2；阳极电流密度：0.7-0.9A/dm2，采用气体搅拌；4)电镀镍。

Description

一种镀镍镁合金轮毂的双打底电镀方法
技术领域
本发明涉及电镀领域，特别涉及一种镀镍镁合金轮毂的双打底电镀方法。
背景技术
镁合金具备重量轻、比强度高、抗冲击减震性等优异性能，被认为是汽车工业中极好的铝合金替代品。镁合金应用于汽车工业，可以减轻汽车重量，是降低能耗和减少废气排放的一个有效途径。轮毂是占整车重量较大的部件之一，利用镁合金作为制造轮毂的材料，可以达到有效减轻车重的目的。目前，由镁合金制造的轮毂已经大量应用在摩托车上。然而，镁合金的化学性质非常活泼，耐蚀性能差，在使用环境中易于发生点蚀和电偶腐蚀等破坏，对于摩托车的安全构成严重威胁。因此，腐蚀防护是镁合金在汽车领域应用时最重要的问题之一。
目前，在镁合金摩托车轮毂上电镀金属组合镀层，国际上相关的文献和专利技术报道很少。美国材料实验协会制定的ASTMB480-88标准中，建议了两种在镁合金表面镀覆金属镀层的方法，即氰化物预镀铜工艺和直接化学镀镍工艺，其工艺流程分别为(1)机械打磨→除油→酸浸蚀→活化→浸锌→氰化物预镀铜→化学镀镍或电镀；(2)机械打磨→除油→酸浸蚀→氢氟酸活化→化学镀镍→钝化封孔。镁合金浸锌后氰化物镀铜的预镀工艺还有Dow工艺、Norskhydro工艺和WCM工艺。为了避免氰化物的使用带来的人体健康危害和环境污染，后来开发了浸锌后电镀锌或者焦磷酸盐电镀铜的预镀工艺。现有的镁合金电镀处理技术虽然可以在镁合金表面成功地获得金属镀层，但存在以下几个方面的缺陷和不足：
(1)镁合金氰化物预镀铜工艺使用了剧毒的氰化物，对人体健康危害大且污染环境。Dow工艺、Norskhydro工艺和WCM工艺不稳定，操作窗口窄，施镀后镀件缺陷多。
(2)镁合金直接化学镀镍工艺使用了含六价铬Cr(VI)和氢氟酸的前处理溶液，对人体健康危害大且污染环境；化学镀镍溶液是一个热力学不稳定体系，镀液的使用寿命短，生产成本高。
(3)镁合金浸锌后电镀锌工艺所获得的锌金属层仍然是一种难镀金属，还需要经过特别的预镀处理后才能进行常规电镀，如镀酸铜、亮镍等。这使镁合金电镀处理的工艺流程变得繁琐，生产成本提高。因此，电镀锌层一般作为镁合金上最终镀层，不再作其它组合镀层的电镀，其防腐蚀效果有限。
(4)镁合金浸锌后在焦磷酸盐溶液中直接电镀铜，容易出现铜镀层与镁合金基底结合力不良。因为焦磷酸根离子对铜离子的络合能力差，镁合金基底与金属铜的电势相差很大，在焦磷酸盐溶液中电镀铜时，基底镁与铜离子发生剧烈的置换反应，使得铜镀层与基底的结合力下降。预镀层的致密性不够，在镀酸铜时镀件腐蚀。
(5)已有文献报道的镁合金金属镀层镀覆技术只是实验室结果，未见镁合金产品的电镀工业应用；研究大都集中在镁合金电镀的前处理，没有提出镁合金组合电镀技术的完整方案。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种镀镍镁合金轮毂的双打底电镀方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种镀镍镁合金轮毂的双打底电镀方法，该方法操作步骤如下：
1)镀前处理：包括清理，酸洗，活化，然后进行两次沉锌；
2)预镀无氰铜打底处理，其中预镀无氰铜的镀液组成成份及工艺为：硫酸铜120-130g/L；乙二胺四亚甲基膦酸钠160-180g/L，酒石酸钾80-100g/L；2-巯基苯并噻唑0.3-0.5g/L，镀液的pH为8.5-9.5；镀液温度为45-55℃；电镀时间为15-25min；阴极电流密度：1.2-1.4A/dm2；阳极电流密度：0.6-0.8A/dm2；采用气体搅拌；
3)焦磷酸盐镀铜打底处理，其中焦磷酸盐镀铜处理镀液的组成成份及工艺为：焦磷酸铜100-120g/L；焦磷酸钾140-160g/L；浓度为25-30％的氨水6-8mL/L；柠檬酸钾8-12g/L，酒石酸钾钠15-25g/L；光亮剂0.2-0.3mL/L；其余为水；镀液的pH为8.5-9.5；镀液温度为45-55℃；电镀时间为25-35min；阴极电流密度：1.2-1.4A/dm2；阳极电流密度：0.7-0.9A/dm2，采用气体搅拌；
4)电镀镍。
本发明的第1)和4)步骤中，未明确的内容采用现有技术即可。
本发明的主要改进及有益效果如下：
(1)对两种打底镀层的镀液成分进行了优化调整，上述两种镀液组分为根据镀覆需要而选择的功能性组分，两种镀液中缺少其中任何一种组分将导致镀覆效果劣化，而再添加其它组分将导致成本增高，且没有明显改善效果，甚至效果变差。在确定了的组分的基础上，进而确定了各组分的含量，试验证明，只有当各组分的含量处于上述方案限定的范围内时，才能获得附着力强、耐蚀性高、外观美观的镀层，任何一种组分偏离上述范围，均将导致镀覆结果的劣化，因此，可以认为上述方案限定的组分范围内各功能组分达到了协同作用效果。并且只有当两种镀液联合使用时，效果才更加显著
(2)预镀无氰铜/焦磷酸盐镀铜双层打底，打底镀层致密性高，与镁合金基底的结合力强，克服了现有技术的缺陷。可以为后续镀铬提供良好的基底，使得镀层与基体结合力高，抗剥落性能好，机械性能好。
(3)良好打底层为后续镀层的良好性能提供了良好的保障。采用本发明的双层打底镀层后，再采用常规镀覆工艺镀镍层，可获得表面硬度高的镀层，可达HV900-1100，耐摩擦和划痕。本发明方法制备的镀镍层耐腐性优异，盐雾试验大于260h表面未见变色。可适用于轮毂在雨雪爽雾复杂工况下长期使用。并且表面光洁度高，外观光亮美观，具有良好的装饰性外观。
(4)本发明的无氰铜镀液和焦磷酸盐镀铜处理的镁合金轮毂电镀工艺不含氰化物和强络合剂，废水处理简单，无毒无害，采用该工艺可获得致密性高；镀液稳定性高，使用寿命长，节约了生产成本。
具体实施方式
实施例一
一种镀镍镁合金轮毂的双打底电镀方法，该方法操作步骤如下：
1)镀前处理：包括清理，酸洗，活化，然后进行两次沉锌；
2)预镀无氰铜打底处理，其中预镀无氰铜的镀液组成成份及工艺为：硫酸铜120g/L；乙二胺四亚甲基膦酸钠180g/L，酒石酸钾80g/L；2-巯基苯并噻唑0.5g/L，镀液的pH为8.5；镀液温度为55℃；电镀时间为15min；阴极电流密度：1.4A/dm2；阳极电流密度：0.6A/dm2；采用气体搅拌；
3)焦磷酸盐镀铜打底处理，其中焦磷酸盐镀铜处理镀液的组成成份及工艺为：焦磷酸铜120g/L；焦磷酸钾140g/L；浓度为25～30％的氨水8mL/L；柠檬酸钾12g/L，酒石酸钾钠25g/L；光亮剂0.2mL/L；其余为水；镀液的pH为9.5；镀液温度为45℃；电镀时间为35min；阴极电流密度：1.2A/dm2；阳极电流密度：0.9A/dm2，采用气体搅拌；
4)电镀镍。
实施例二
一种镀镍镁合金轮毂的双打底电镀方法，该方法操作步骤如下：
1)镀前处理：包括清理，酸洗，活化，然后进行两次沉锌；
2)预镀无氰铜打底处理，其中预镀无氰铜的镀液组成成份及工艺为：硫酸铜130g/L；乙二胺四亚甲基膦酸钠160g/L，酒石酸钾100g/L；2-巯基苯并噻唑0.3g/L，镀液的pH为9.5；镀液温度为45℃；电镀时间为25min；阴极电流密度：1.2A/dm2；阳极电流密度：0.8A/dm2；采用气体搅拌；
3)焦磷酸盐镀铜打底处理，其中焦磷酸盐镀铜处理镀液的组成成份及工艺为：焦磷酸铜100g/L；焦磷酸钾160g/L；浓度为25～30％的氨水6mL/L；柠檬酸钾12g/L，酒石酸钾钠15g/L；光亮剂0.3mL/L；其余为水；镀液的pH为8.5；镀液温度为55℃；电镀时间为25min；阴极电流密度：1.4A/dm2；阳极电流密度：0.7A/dm2，采用气体搅拌；
4)电镀镍。
实施例三
一种镀镍镁合金轮毂的双打底电镀方法，该方法操作步骤如下：
1)镀前处理：包括清理，酸洗，活化，然后进行两次沉锌；
2)预镀无氰铜打底处理，其中预镀无氰铜的镀液组成成份及工艺为：硫酸铜125g/L；乙二胺四亚甲基膦酸钠170g/L，酒石酸钾90g/L；2-巯基苯并噻唑0.4g/L，镀液的pH为9.0；镀液温度为50℃；电镀时间为20min；阴极电流密度：1.3A/dm2；阳极电流密度：0.7A/dm2；采用气体搅拌；
3)焦磷酸盐镀铜打底处理，其中焦磷酸盐镀铜处理镀液的组成成份及工艺为：焦磷酸铜110g/L；焦磷酸钾150g/L；浓度为25～30％的氨水7mL/L；柠檬酸钾10g/L，酒石酸钾钠20g/L；光亮剂0.25mL/L；其余为水；镀液的pH为9.0；镀液温度为50℃；电镀时间为30min；阴极电流密度：1.3A/dm2；阳极电流密度：0.8A/dm2，采用气体搅拌。
4)电镀镍。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (1)

1.一种镀镍镁合金轮毂的双打底电镀方法，其特征在于，该方法操作步骤如下：
1)镀前处理：包括清理，酸洗，活化，然后进行两次沉锌；
2)预镀无氰铜打底处理，其中预镀无氰铜的镀液组成成份及工艺为：硫酸铜120-130g/L；乙二胺四亚甲基膦酸钠160-180g/L，酒石酸钾80-100g/L；2-巯基苯并噻唑0.3-0.5g/L，镀液的pH为8.5-9.5；镀液温度为45-55℃；电镀时间为15-25min；阴极电流密度：1.2-1.4A/dm2；阳极电流密度：0.6-0.8A/dm2；采用气体搅拌；
3)焦磷酸盐镀铜打底处理，其中焦磷酸盐镀铜处理镀液的组成成份及工艺为：焦磷酸铜100-120g/L；焦磷酸钾140-160g/L；浓度为25-30％的氨水6-8mL/L；柠檬酸钾8-12g/L，酒石酸钾钠15-25g/L；光亮剂0.2-0.3mL/L；其余为水；镀液的pH为8.5-9.5；镀液温度为45-55℃；电镀时间为25-35min；阴极电流密度：1.2-1.4A/dm2；阳极电流密度：0.7-0.9A/dm2，采用气体搅拌；
4)电镀镍。
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