CN1986882A - 镁合金化学镀镍工艺 - Google Patents

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Abstract

一种镁合金化学镀镍的方法，其特征在于，包含如下步骤：整理及活化、化学预镀镍、化学镀铜及化学镀镍。本发明方法操作简便，工艺稳定，由于避免了使用六价铬离子二减少了环境污染和对操作人员健康的影响，同时本发明有效地解决了传统化学镀镍工艺中镍层空隙率较高的问题，制得的化学镀镍层膜层均匀致密，抗冲击力强，抗腐蚀性好，具有良好的金属外观。

Description

镁合金化学镀镍工艺
技术领域
本发明涉及金属表面的处理技术，具体涉及一种在镁合金表面进行化学镀镍的工艺。
背景技术
镁合金具有很高的比强度、比刚度、比弹性模量和良好的导热导电性，同时具有良好的阻尼减震和电磁屏蔽功能，广泛应用于汽车制造、航空航天、电子通讯领域等，被誉为“二十一世纪的绿色工程材料”。然而由于镁合金本身的化学活性较高，在空气中很容易氧化，极易在各种环境条件下发生腐蚀，从而阻碍了镁合金的广泛应用。
对镁合金表面进行化学改性，特别是在镁合金表面上化学镀覆一层金属镍，是提高镁合金耐腐蚀性能的有效途径之一。传统的在镁合金表面上镀镍的方法主要有浸锌和直接化学电镀两种方法。浸锌法是在含有焦磷酸盐的锌盐溶液中浸锌之后，通过氰化物镀铜打底，然后进行化学电镀。该方法工艺复杂较难控制，且成本高，不适用于铝含量较高的镁合金。直接化学镀镍方法的工艺是先进行碱性除油，再将待镀件进行铬酸浸渍和氢氟酸活化处理，最后再化学电镀，由于镁合金化学镀镍层空隙率较高，镍层对镁合金基材的保护有限，上述镀镍方法的前处理和后处理工艺中所使用到的铬离子即是起到封孔或钝化作用。以提高表面耐蚀性。但是由于六价铬离子对人体健康和环境保护都带来很大的危害，工业应用受到严格的限制。因此改进直接化学镀镍的前处理工艺，开发出一种环保型的镁合金化学镀镍方法在工业上具有很高的应用价值。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的上述不足，提供一种在镁合金表面进行化学镀镍工艺，对镁合金进行耐腐蚀处理，解决现有技术对镁合金进行化学镀镍中存在的工艺复杂、危害人体健康及造成环境污染等问题。
本发明提供的一种镁合金化学镀镍工艺，包含如下操作步骤：
1)整理及活化：将镁合金件表面进行除尘、脱脂后进行表面喷砂处理，并清洗烘干；然后用低浓度的强酸进行酸洗，时间0.1～10分钟，清洗后再用氢氟酸活化1～5分钟；
2)化学预镀镍：将整理活化后的镁合金件浸入含有镍盐、还原剂、络合剂、缓冲溶液及稳定剂的化学镀镍溶液中进行预镀，控制温度为75～85℃，pH值6.5～8.0，浸泡时间10～20分钟，随后水洗并烘干；
3)化学镀铜：将烘干后的镁合金件浸入含有铜盐、还原剂、络合剂的化学镀铜溶液中，控制温度为40～48℃，pH值为12.4～12.8，浸泡时间为5～10分钟；随后分别用水冲洗和去离子水漂洗；
4)化学镀镍：镀铜后的镁合金件浸入含有镍盐、还原剂、络合剂的化学镀镍溶液中，控制温度为40～55℃，pH值为6.5～9.0，浸泡时间为10～40分钟；随后水洗烘干，即得。
上述镁合金化学镀镍工艺中，所述整理及活化步骤中的喷砂工序工艺条件是：气压0.03～0.07MPa，砂砾采用80～200目之间的棕钢玉砂、白钢玉砂、铁砂、玻璃珠砂或其它任何适合的砂种。
所述整理及活化步骤中的酸洗工序工艺条件是：0.5～2.0％的硫酸、盐酸、硝酸或其它强酸，温度10～70℃。
所述整理及活化步骤中的清洗工序是采用超声波清洗1～10分钟。
所述整理及活化步骤中活化工序采用的氢氟酸是10～300ml/l的40％氢氟酸。
上述镁合金化学镀镍工艺中，所述化学预镀镍步骤中所采用的镍盐为浓度6～12g/l的碱式碳酸镍，还原剂为浓度6～20g/l的次亚磷酸钠，络合剂为浓度20～24g/l的柠檬酸，缓冲溶液由浓度12～18ml/l的氢氟酸和氨水溶液组成，稳定剂为浓度0.2～1mg/l的硫尿。
上述镁合金化学镀镍工艺中，所述化学镀铜步骤中所采用的铜盐为浓度8～16g/l的硫酸铜，还原剂为浓度4～16g/l的甲醛，络合剂为浓度20～24g/l的EDTA二钠盐。
上述镁合金化学镀镍工艺中，其特征在于，所述化学镀镍溶液步骤中所采用的镍盐为浓度10～30g/l的硫酸镍，还原剂为浓度6～30g/l的次亚磷酸钠，络合剂为浓度8～30g/l的柠檬酸钠。
本发明提供的镁合金化学镀镍工艺具有如下优点：
1.本发明在传统的化学镀镍前处理中增加了一道镀铜工序，改变了传统化学镀镍层的结构，有效解决了化学镀镍高空隙率的问题，提高了镀层对镁合金基材的保护。
2.采用本发明的处理方法，不需经过传统电镀方法中的铬酸浸渍和氢氟酸活化处理，减少了对环境的污染及降低了对操作人员的健康影响。
3.采用本发明的处理方法，不经过浸锌处理，简化了传统的镁合金化学镀镍的工艺，降低了成本。
4.采用本发明制得的化学镀镍层，膜层均匀致密，抗冲击力强，抗腐蚀性好，具有良好的金属外观。
附图说明
图1是本发明提供的镁合金化学镀镍工艺流程图。
图2是采用本发明提供的镁合金化学镀镍工艺所得镁合金镀镍件表面结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例详述本发明。
实施例
下面结合图1中的流程对本发明的镁合金化学镀镍工艺进行说明。
取镁合金待镀件按如下操作步骤进行处理：
1.前处理：对待镀镁合金件进行除尘、脱脂处理；
2.表面喷砂：喷砂气压0.03～0.07MPa，砂砾采用80～200目之间的棕钢玉砂、白钢玉砂、铁砂或玻璃珠砂中的一种；
3.超声波清洗1～10分钟；
4.酸洗：采用0.5～2％的硫酸、硝酸或盐酸溶液在温度10～70℃下处理0.1～10分钟；
5.超声波清洗1～10分钟；
6.活化：采用10～300ml/l的40％氢氟酸活化1～5分钟；
7.化学预镀镍：采用对镁合金低腐蚀性配方的电镀液进行镀镍打底，镀镍液的组成为：碱式碳酸镍浓度6～12g/l、次亚磷酸钠浓度6～20g/l、柠檬酸浓度20～24g/l、氢氟酸浓度12～18ml/l、硫尿浓度0.2～1mg/l、氨水适量；镀镍工艺条件：控制温度为75～85℃，pH值6.5～8.0，浸泡时间10～20分钟，随后水洗并烘干；
8.化学镀铜：将烘烤干化后镁合金件，浸入由浓度为8～16g/l的硫酸铜、4～16g/l的甲醛、20～24g/l的EDTA二钠盐组成的化学镀铜溶液中进行镀铜处理，控制条件为温度40～48℃，pH值12.4～12.8，浸泡时间5～10分钟，后进行水冲洗并用去离子水漂洗；
9.化学镀镍：将经过预处理的镁合金件在温度为40～55℃下浸入由浓度为10～30g/l的硫酸镍、6～30g/l的次亚磷酸钠、8～30g/l的柠檬酸钠组成的pH值为605～9.0的化学镀镍溶液中，处理10～40分钟；
10.将镀件水洗后在50～80℃下烘烤20～60分钟，即得。
所得经镀镍的镁合金件表面结构示意图如图2所示，其中1为镁合金基材，2为经喷砂和酸洗后的镁合金表面，3为镁合金活化处理层，4为预镀镍层，5为化学镀铜层，6为化学镀镍层。

Claims (8)

1.一种镁合金化学镀镍工艺，其特征在于，包括如下操作步骤：
1)整理及活化：将镁合金件表面进行除尘、脱脂后进行表面喷砂处理，并清洗烘干；然后用低浓度的强酸进行酸洗，时间0.1～10分钟，清洗后再用氢氟酸活化1～5分钟；
2)化学预镀镍：将整理活化后的镁合金件浸入含有镍盐、还原剂、络合剂、缓冲溶液及稳定剂的化学镀镍溶液中进行预镀，控制温度为75～85℃，pH值6.5～8.0，浸泡时间10～20分钟，随后水洗并烘干；
3)化学镀铜：将烘干后的镁合金件浸入含有铜盐、还原剂、络合剂的化学镀铜溶液中，控制温度为40～48℃，pH值为12.4～12.8，浸泡时间为5～10分钟；随后分别用水冲洗和去离子水漂洗；
4)化学镀镍：镀铜后的镁合金件浸入含有镍盐、还原剂、络合剂的化学镀镍溶液中，控制温度为40～55℃，pH值为6.5～9.0，浸泡时间为10～40分钟；随后水洗烘干，即得。
2.根据权利要求1所述的镁合金化学镀镍工艺，其特征在于，所述整理及活化步骤中的喷砂工序工艺条件是：气压0.03～0.07MPa，砂砾采用80～200目之间的棕钢玉砂、白钢玉砂、铁砂或玻璃珠砂。
3.根据权利要求1所述的镁合金化学镀镍工艺，其特征在于，所述整理及活化步骤中的酸洗工序工艺条件是：0.5～2.0％的硫酸、盐酸或硝酸，温度10～70℃。
4.根据权利要求1所述的镁合金化学镀镍工艺，其特征在于，所述整理及活化步骤中的清洗工序是采用超声波清洗1～10分钟。
5.根据权利要求1所述的镁合金化学镀镍工艺，其特征在于，所述整理及活化步骤中活化工序采用的氢氟酸是10～300ml/l的40％氢氟酸。
6.根据权利要求1所述的镁合金化学镀镍工艺，其特征在于，所述化学预镀镍步骤中所采用的镍盐为浓度6～12g/l的碱式碳酸镍，还原剂为浓度6～20g/l的次亚磷酸钠，络合剂为浓度20～24g/l的柠檬酸，缓冲溶液由浓度12～18ml/l的氢氟酸和氨水溶液组成，稳定剂为浓度0.2～1mg/l的硫尿。
7.根据权利要求1所述的镁合金化学镀镍工艺，其特征在于，所述化学镀铜步骤中所采用的铜盐为浓度8～16g/l的硫酸铜，还原剂为浓度4～16g/l的甲醛，络合剂为浓度20～24g/l的EDTA二钠盐。
8.根据权利要求1所述的镁合金化学镀镍工艺，其特征在于，所述化学镀镍溶液步骤中所采用的镍盐为浓度10～30g/l的硫酸镍，还原剂为浓度6～30g/l的次亚磷酸钠，络合剂为浓度8～30g/l的柠檬酸钠。
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