CN109972126A - 一种合金表面处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种合金表面处理方法,其特征在于,包括:步骤1:对镁合金进行打磨,用水冲洗;步骤2:将打磨后的镁合金,放入前处理液中进行前处理,前处理的工艺条件为前处理温度室温~50℃、前处理时间5~15min、搅拌转速100~600rpm,前处理完毕后,用水冲洗,干燥;所述的前处理液为含有有机化合物、稀土盐、碱、磷酸盐和OP乳化剂的水溶液;步骤3:将前处理后的镁合金放入镀液中化学镀镍‑磷层,施镀完毕后,用水冲洗,干燥。本发明将除油、酸性浸蚀、活化、预制(浸)中间层步骤合为一步,简化了镁合金表面进行化学镀镍‑磷的步骤。

Description

一种合金表面处理方法
技术领域
本发明涉及一种合金表面处理方法。
背景技术
镁合金是金属结构材料,具有密度低、比强度高、比弹性模量大、电磁屏蔽性和导热导电性能好等优点,在航天航空、汽车工业、电子通信等领域有很大的应用潜力。但它具有很高的化学活性,在应用的环境中很容易腐蚀。对镁合金进行适当的表面处理可提高其耐蚀性,在镁合金表面进行化学镀镍-磷是一种有效的方法。目前在镁合金表面进行化学镀镍-磷的步骤多,其步骤为:机械打磨、除油、酸性浸蚀、活化、预制(浸)中间层、施镀等,而且很多中间层还要再次进行敏化、活化、还原等。
发明内容
本发明的目的是提供一种操作简单的合金表面处理方法。
为了达到上述目的,本发明提供了一种合金表面处理方法,其特征在于,包括:
步骤1:对镁合金进行打磨,用水冲洗;
步骤2:将打磨后的镁合金,放入前处理液中进行前处理,前处理的工艺条件为前处理温度室温~50℃、前处理时间5~15min、搅拌转速100~600rpm,前处理完毕后,用水冲洗,干燥;所述的前处理液为含有有机化合物、稀土盐、碱、磷酸盐和OP乳化剂的水溶液;
步骤3:将前处理后的镁合金放入镀液中化学镀镍-磷层,施镀完毕后,用水冲洗,干燥。
优选地,所述的前处理液中的有机化合物为柠檬酸钠、柠檬酸钾、酒石酸钠、酒石酸钾、苹果酸钠、苹果酸钾、乳酸钠、乳酸钾中的一种或两种以上组成的混合物。
优选地,所述的前处理液中的稀土盐为稀土硝酸盐、稀土硫酸盐、稀土氯化物中的一种或两种以上组成的混合物;稀土为镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇中的一种或一种以上的稀土。
优选地,所述的前处理液中的碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、碳酸钠中的一种或两种以上组成的混合物。
优选地,所述的前处理液中的磷酸盐为磷酸钠、磷酸铵、磷酸钾中的一种或两种以上组成的混合物。
优选地,所述的前处理液中的有机化合物、稀土盐、碱、磷酸盐,OP乳化剂的浓度分别为:0.06~30g/L、0.03~20g/L、10~100g/L、2~20g/L、1~9g/L。
优选地,所述的步骤3中的镀液为含有镍盐、有机酸、次亚磷酸盐的水溶液。
更优选地,所述的镍盐为醋酸镍、氯化镍、硫酸镍、碱式碳酸镍中的一种或两种以上组成的混合物。
更优选地,所述的有机酸为柠檬酸、乳酸中的一种或两种组成的混合物。
更优选地,所述的次亚磷酸盐为次亚磷酸钠、次亚磷酸钾中的一种或两种组成的混合物。
更优选地,所述的镍盐、有机酸、次亚磷酸盐的浓度分别为:7~20g/L、5~30g/L、15~25g/L。
优选地,所述的施镀的工艺条件为:温度为65~85℃,搅拌转速为100~600rpm,施镀时间为40~120min,镀液pH值为5.5~7.5。
优选地,所述的打磨为用无水乙醇润湿的碳化硅水砂纸对待镀的镁合金进行打磨至银白色。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
本发明将除油、酸性浸蚀、活化、预制(浸)中间层步骤合为一步前处理,简化了镁合金表面进行化学镀镍-磷层的步骤。
经本发明处理后的合金的防腐效果好,采用Bruker AXS Microanalysis GmbH能谱仪测定镀层中镍和磷的含量,按质量百分比计算分别为89.88~87.83%和10.12~13.17%。采用辰华660电化学工作站,在5%的氯化钠溶液中测定镀层的自腐蚀电位,自腐蚀电位为-0.700~-0.081V。
具体实施方式
下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解,在阅读了本发明讲授的内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
以下实施例中所用到的各原料均为市售产品。
以下实施例中的室温为25℃。
实施例1
在1L的烧杯中加入700mL水、0.06g柠檬酸钠、0.03g硝酸镧、10g氢氧化钠、2g磷酸钠、1gOP-4乳化剂)溶解形成柠檬酸钠-硝酸镧-氢氧化钠-磷酸钠-OP-4乳化剂混合溶液,移入1L容量瓶中,用水稀释至刻度,制得前处理液。
用无水乙醇润湿的碳化硅水砂纸对100mm×100mm×2mm待镀的AZ91D镁合金进行打磨至银白色并用水冲洗。
将上述前处理液转入2L的烧杯中,将上述100mm×100mm×2mm打磨后的镁合金放入前处理液中进行前处理,温度为室温、前处理时间为5min、搅拌转速为100rpm,前处理完毕后,前处理件用水冲洗,风干。
在1L的烧杯中加入900mL水、7g醋酸镍、5g柠檬酸、15g次亚磷酸钠溶解形成醋酸镍-柠檬酸钠-次亚磷酸钠混合溶液,用4%的氢氧化钠溶液调节pH值为5.5,移入1L容量瓶中,用水稀释至刻度,制得镀液。
将上述镀液转入2L的烧杯中,将上述100mm×100mm×2mm前处理后的镁合金放入pH为5.5的镀液中化学镀镍-磷层,温度为65℃、施镀时间为40min、搅拌转速为100rpm,施镀完毕后,取出镀件,用水冲洗净,风干,得到带有镀层的镁合金。
采用Bruker AXS Microanalysis GmbH能谱仪测定镀层中镍和磷的含量,按质量百分比计算分别为89.88和10.12%。采用辰华660电化学工作站,在5%的氯化钠溶液中测定镀层的自腐蚀电位,自腐蚀电位为-0.700V。
实施例2
在1L的烧杯中加入700mL水、15g酒石酸钠、15g乳酸钾、18g氯化钇、2g硫酸钆、50g碳酸钠、50g浓度为34.35%的氨水、10g磷酸钾、10g磷酸铵、9g OP-10乳化剂溶解形成酒石酸钠-乳酸钾-氯化钇-硫酸钆-碳酸钠-氨水-磷酸钾-磷酸铵-OP-10乳化剂混合溶液,移入1L容量瓶中,用水稀释至刻度,制得前处理液。
用无水乙醇润湿的碳化硅水砂纸对100mm×100mm×2mm待镀的VE83M镁合金进行打磨至银白色并用水冲洗。
将上述前处理液转入2L的烧杯中,将上述100mm×100mm×2mm打磨后的镁合金放入前处理液中进行前处理,温度为50℃、前处理时间为15min、搅拌转速为600rpm,前处理完毕后,前处理件用水冲洗,风干。
在1L的烧杯中加入900mL水、10g碱式碳酸镍、10g氯化镍、15柠檬酸、15g乳酸、15g次亚磷酸钾、10g次亚磷酸钠溶解形成碱式碳酸镍-氯化镍-柠檬酸-乳酸-次亚磷酸钾-次亚磷酸钠混合溶液,用4%的氢氧化钠溶液调节pH值为7.5,移入1L容量瓶中,用水稀释至刻度,制得镀液。
将上述镀液转入2L的烧杯中,将上述100mm×100mm×2mm前处理后的镁合金放入pH为7.5的镀液中化学镀镍-磷层,温度为85℃、施镀时间为120min、搅拌转速为600rpm,施镀完毕后,取出镀件,用水冲洗净,风干,得到带有镀层的镁合金。
采用Bruker AXS Microanalysis GmbH能谱仪测定镀层中镍和磷的含量,按质量百分比计算分别为87.83和13.17%。采用辰华660电化学工作站,在5%的氯化钠溶液中测定镀层的自腐蚀电位,自腐蚀电位为-0.101V。
实施例3
在1L的烧杯中加入700mL水、7g柠檬酸钾、8g苹果酸钠、5g硝酸钕、5g氯化铒、55g氢氧化钾、10g磷酸钾、5g OP-30乳化剂溶解形成柠檬酸钾-苹果酸钠-硝酸钕-氯化铒-氢氧化钾-磷酸钾-OP-30乳化剂混合溶液,移入1L容量瓶中,用水稀释至刻度,制得前处理液。
用无水乙醇润湿的碳化硅水砂纸对100mm×100mm×2mm待镀的WE91M镁合金进行打磨至银白色并用水冲洗。
将上述前处理液转入2L的烧杯中,将上述100mm×100mm×2mm打磨后的镁合金放入前处理液中进行前处理,温度为38℃、前处理时间为10min、搅拌转速为350rpm,前处理完毕后,前处理件用水冲洗,风干。
在1L的烧杯中加入900mL水、13g硫酸镍、18g乳酸、20g次亚磷酸钾溶解形成硫酸镍-乳酸-次亚磷酸钾混合溶液,用4%的氢氧化钠溶液调节pH值为7,移入1L容量瓶中,用水稀释至刻度,制得镀液。
将上述镀液转入2L的烧杯中,将上述100mm×100mm×2mm前处理后的镁合金放入pH为7的镀液中化学镀镍-磷层,温度为75℃、施镀时间为80min、搅拌转速为350rpm,施镀完毕后,取出镀件,用水冲洗净,风干,得到带有镀层的镁合金。
采用Bruker AXS Microanalysis GmbH能谱仪测定镀层中镍和磷的含量,按质量百分比计算分别为88.65和11.35%。采用辰华660电化学工作站,在5%的氯化钠溶液中测定镀层的自腐蚀电位,自腐蚀电位为-0.081V。

Claims (10)

1.一种合金表面处理方法,其特征在于,包括:
步骤1:对镁合金进行打磨,用水冲洗;
步骤2:将打磨后的镁合金,放入前处理液中进行前处理,前处理的工艺条件为前处理温度室温~50℃、前处理时间5~15min、搅拌转速100~600rpm,前处理完毕后,用水冲洗,干燥;所述的前处理液为含有有机化合物、稀土盐、碱、磷酸盐和OP乳化剂的水溶液;
步骤3:将前处理后的镁合金放入镀液中化学镀镍-磷层,施镀完毕后,用水冲洗,干燥。
2.如权利要求1所述的合金表面处理方法,其特征在于,所述的前处理液中的有机化合物为柠檬酸钠、柠檬酸钾、酒石酸钠、酒石酸钾、苹果酸钠、苹果酸钾、乳酸钠、乳酸钾中的一种或两种以上组成的混合物。
3.如权利要求1所述的合金表面处理方法,其特征在于,所述的前处理液中的稀土盐为稀土硝酸盐、稀土硫酸盐、稀土氯化物中的一种或两种以上组成的混合物;稀土为镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇中的一种或一种以上的稀土。
4.如权利要求1所述的合金表面处理方法,其特征在于,所述的前处理液中的碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、碳酸钠中的一种或两种以上组成的混合物。
5.如权利要求1所述的合金表面处理方法,其特征在于,所述的前处理液中的磷酸盐为磷酸钠、磷酸铵、磷酸钾中的一种或两种以上组成的混合物。
6.如权利要求1所述的合金表面处理方法,其特征在于,所述的前处理液中的有机化合物、稀土盐、碱、磷酸盐,OP乳化剂的浓度分别为:0.06~30g/L、0.03~20g/L、10~100g/L、2~20g/L、1~9g/L。
7.如权利要求1所述的合金表面处理方法,其特征在于,所述的步骤3中的镀液为含有镍盐、有机酸、次亚磷酸盐的水溶液。
8.如权利要求7所述的合金表面处理方法,其特征在于,所述的镍盐为醋酸镍、氯化镍、硫酸镍、碱式碳酸镍中的一种或两种以上组成的混合物;所述的有机酸为柠檬酸、乳酸中的一种或两种组成的混合物;所述的次亚磷酸盐为次亚磷酸钠、次亚磷酸钾中的一种或两种组成的混合物;所述的镍盐、有机酸、次亚磷酸盐的浓度分别为:7~20g/L、5~30g/L、15~25g/L。
9.如权利要求1所述的合金表面处理方法,其特征在于,所述的施镀的工艺条件为:温度为65~85℃,搅拌转速为100~600rpm,施镀时间为40~120min,镀液pH值为5.5~7.5。
10.如权利要求1所述的合金表面处理方法,其特征在于,所述的打磨为用无水乙醇润湿的碳化硅水砂纸对待镀的镁合金进行打磨至银白色。
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