CN1896310A - 镁或其合金化学镀镍镀液 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种镁或其合金的化学镀镍镀液。提供一种镀液配置简单、成本低廉，且镀层光亮、结合力和耐蚀性能良好的镁或其合金化学镀镍镀液。

Description

镁或其合金化学镀镍镀液

技术领域：

本发明涉及一种镀液，尤其涉及一种镁或其合金化学镀镍镀液。

技术背景：

镁及其合金是工程应用的最轻的结构材料，具有高的比强度和比刚度、优良的电磁屏蔽性能、良好的机械加工和铸造性能、且具有储氢和超导的开发潜力、其产品回收率高且绿色环保无污染，是开发新一代高技术材料的理想基材，目前已在航空领域、汽车制造、电子产品领域等得到广泛的应用。但是由于镁合金电极电位低、化学活性高，导致其耐蚀性能长期得不到良好的解决，这制约了其应用范围。化学镀镍作为一种简便、高效的表面处理手段，其镀层质量高、耐蚀性能好、且不受材料种类和形状的限制，在各个领域得到了良好的应用，尤其在表面要求导电、导热以及钎焊的场合。

镁合金的化学镀镍工艺研究起步相对较晚，始于20世纪50年代，发展到现在已有相关标准可循，如美国材料试验协会的ASTM-88、B480-88标准。其标准中采用的主盐均为碱式碳酸镍，由于碱式碳酸镍只溶于酸、难溶于水，常规的配置方法中需使用氢氟酸对碱式碳酸镍进行溶解，不仅溶解时间长，而且使用的氢氟酸对人体和环境有毒害。同时碱式碳酸镍价格高昂，不利于工业生产控制产品成本。

目前国内针对镁合金化学镀镍镀液的专利(如CN 1563488A)，其对镀层表面光亮度没有相关具体论述，通过添加剂的改进可在镁合金得到光亮的化学镀镍层，提高产品的外观品质，所得的镀态镀层可作为产品的最终表面，且所添加的化学物质价格低廉、符合环保要求。

发明内容：

本发明的目的在于针对现有镁或其合金化学镀镍镀液配方中的缺陷和不足，提供一种镀液配置简单、成本低廉，且镀层光亮、结合力和耐蚀性能良好的镁或其合金化学镀镍镀液。

本发明采用如下技术方案：

一种镁或其合金化学镀镍镀液中各化学组份及其质量百分数为：硫酸镍(NiSO₄·6H₂O)2％-4％，次亚磷酸钠(NaH₂PO₂·H₂O)2％-3％，柠檬酸(C₆H₈O₇·H₂O)0.5％-0.75％，乳酸(CH3CH(OH)COOH)0.5％-0.75％，氟化物0.5％-1.5％，添加剂0.05％-0.2％，余量为水。所述的氟化物为氢氟酸、氟化氢铵中的一种或两种的混合物，其配比为任意比。所述的添加剂为含铅化合物、硫脲、糖精钠、聚乙二醇中的两种或两种以上的混合物。

化学镀液的配置方法为：用少量的水(自来水、蒸馏水、去离子水均可)溶解上述各化学药品，然后加水混合稀释，使用氨水调节pH值至6.2±0.2，镀液配制完成。

本发明提供的化学镀镍镀液具有如下优点：

1.使用硫酸镍替代碱式碳酸镍，大幅降低化学镀成本，且提高镀液配置效率，提高工效，无需使用高浓度的氢氟酸，减少对人和环境的毒害。

2.使用柠檬酸和乳酸的复合络合剂，能使化学镀镀速保持恒定，降低初始沉积速度，提高镀层表面质量，且对镀液具有优良的缓冲作用，有效保持镀液pH值在5.8-6.2之间。

3.使用本发明的添加剂可使镀液保持稳定，在化学镀过程中不发生分解，且可得到光亮的镀层表面。

4.使用本发明的镀液得到的化学镀层结合力良好，耐蚀性能优良，表面外观光亮。

5.本发明的化学镀镍液镀速在13μm-18μm之间，镀层磷含量在9.5％-10.2％之间，镀层镀态硬度均值为425(HV₁₀₀)，镀态镀层可作为产品的最终表面使用。

具体实施方式：

下面通过实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：

按下述配方称(量)取药品：硫酸镍20g，次亚磷酸钠20g，柠檬酸5g，乳酸5ml，氢氟酸5ml，醋酸铅0.0005g，硫脲0.0005g，将上述药品分别用少量的蒸馏水溶解后混合稀释至一升，使用氨水调节pH值至6.2。

将40mm×40mm×2mm的镁合金薄片经600目水磨砂纸打磨、碱洗除油、酸洗、活化后放入加热到80℃的化学镀液中，施镀2h，取出用蒸馏水洗净。

使用金相法测量镀层厚度，将所得镀层厚度除以化学镀时间，即得化学镀镀速，本实施例化学镀镀速为15.7μm/h。

使用EDS分析法测定镀层的磷含量，本实施例的镀层磷含量为9.8％wt。

使用HX-200型显微硬度计(加载100g)对镀层硬度进行测量，本实施例的镀层镀态硬度平均值为436(HV₁₀₀)。

根据国家标准GB/T13913-92中规定的弯曲试验，锉刀试验以及划线划格试验法对本实施例所得试样的镀层与基体结合力进行评价，试验结果表明镀层与基体结合牢固，没有出现任何的起皮剥落现象。

使用YWX/Q-250型盐雾试验腐蚀试验箱进行腐蚀试验，盐雾试验参数为：喷雾溶液5％氯化钠水溶液、pH＝6.8、试验箱温度35℃±2℃、压缩气体预热温度37℃±2℃、试样摆放方式为垂直悬挂、平行试样5块、连续喷雾时间96h。盐雾试验后将试样从试验箱中取出，蒸馏水清洗，烘干后，置于体视显微镜下观察试样表面形貌，将所得形貌图片与国家标准GB/T6461-2002中的标准图片进行比较，可知镀层对基体的防护等级为保护7级。

实施例2：

按下述配方称(量)取药品：硫酸镍30g，次亚磷酸钠30g，柠檬酸7.5g，乳酸7.5ml，氟化氢铵15g，糖精钠2g，聚乙二醇0.0005g，硫脲0.0005g，将上述药品分别用少量的蒸馏水溶解后混合稀释至一升，使用氨水调节pH值至6.2。

将40mm×40mm×2mm的镁合金薄片经600目水磨砂纸打磨、碱洗除油、酸洗、活化后放入加热到80℃的化学镀液中，施镀2h，取出用蒸馏水洗净。

本实施例所得试样的化学镀镀速13μm/h，磷含量10.2％wt，镀态硬度425(HV₁₀₀)，镀层与基体结合牢固，96h中性盐雾试验后对基体的防护等级为保护9级。

实施例3：

按下述配方称(量)取药品：硫酸镍25g，次亚磷酸钠25g，柠檬酸6g，乳酸5ml，氟化氢铵10g，氢氟酸5ml，醋酸铅0.0001g，糖精钠0.5g，硫脲0.0001g，将上述药品分别用少量的蒸馏水溶解后混合稀释至一升，使用氨水调节pH值至6.2。

将40mm×40mm×2mm的镁合金薄片经600目水磨砂纸打磨、碱洗除油、酸洗、活化后放入加热到80℃的化学镀液中，施镀2h，取出用蒸馏水洗净。

本实施例所得试样的化学镀镀速14μm/h，磷含量9.8％wt，镀态硬度445(HV₁₀₀)，镀层与基体结合牢固，96h中性盐雾试验后对基体的防护等级为保护8级。

实施例4：

按下述配方称(量)取药品：硫酸镍20g，次亚磷酸钠20g，柠檬酸7g，乳酸7ml，氟化氢铵5g，氢氟酸10ml，醋酸铅0.0001g，糖精钠0.1g，硫脲0.0001g，聚乙二醇0.0001g，将上述药品分别用少量的蒸馏水溶解后混合稀释至一升，使用氨水调节pH值至6.2。

将40mm×40mm×2mm的镁合金薄片经600目水磨砂纸打磨、碱洗除油、酸洗、活化后放入加热到80℃的化学镀液中，施镀2h，取出用蒸馏水洗净。

本实施例所得试样的化学镀镀速18μm/h，磷含量10％wt，镀态硬度423(HV₁₀₀)，镀层与基体结合牢固，96h中性盐雾试验后对基体的防护等级为保护9级。

Claims (3)

1.一种镁或其合金的化学镀镍镀液，其特征在于，镀液包含的化学组成及质量百分比为：硫酸镍2％-4％，次亚磷酸钠2％-3％，柠檬酸0.5％-0.75％，乳酸0.5％-0.75％，氟化物0.5％-1.5％，添加剂0.05％-0.2％，余量为水。

2.根据权利要求1所述的镁或其合金化学镍镀液，其特征在于氟化物为氢氟酸、氟化氢铵中的一种或两种的混合物，其配比为任意比。

3.根据权利要求1或2所述的镁或其合金化学镀镍镀液，其特征在于所述的添加剂为含铅化合物、硫脲、糖精钠、聚乙二醇中的两种或两种以上的混合物。