專(zhuān)利名稱(chēng)：一種在鎂合金表面制備錫鎳合金鍍層的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種鎂合金表面制備合金鍍層的方法，具體地說(shuō)是在鎂合金表面沉積耐蝕性強(qiáng)和裝飾性好的防護(hù)裝飾性鍍層的方法。
背景技術(shù)：
鎂合金作為ー種輕質(zhì)合金材料，與當(dāng)前的主流材料相比鎂合金具有密度小、比強(qiáng)度高、鑄造性強(qiáng)、電磁屏蔽性能優(yōu)良及可回收等優(yōu)良特點(diǎn)，現(xiàn)被廣泛應(yīng)用于航空航天、交通工具、光學(xué)儀器、電子通訊、計(jì)算機(jī)等行業(yè)。雖然鎂合金的應(yīng)用前景已較為廣泛， 但其耐蝕性差的缺點(diǎn)嚴(yán)重制約著鎂合金的應(yīng)用和推廣。因此要擴(kuò)大鎂合金的應(yīng)用范圍，提高鎂合金的耐蝕性成為ー個(gè)關(guān)鍵的問(wèn)題。從國(guó)內(nèi)外研究來(lái)看，應(yīng)用表面處理技術(shù)是改善其耐蝕性最為有效的方法。表面處理方法分為表面改性和表面涂層處理技木，主要包括金屬涂層、陽(yáng)極氧化、化學(xué)轉(zhuǎn)化、氣相沉積、激光改性等，一部分方法已經(jīng)在エ業(yè)上得到應(yīng)用，但大多數(shù)方法還處于探索和改進(jìn)階段。鎂合金表面防護(hù)性涂層各有其優(yōu)缺點(diǎn)?；瘜W(xué)轉(zhuǎn)化膜投資少，但鎂合金表面的不均勻性是形成均勻、無(wú)孔的轉(zhuǎn)化膜層的最大困難，另外轉(zhuǎn)化膜層的耐腐蝕性能和耐摩擦性能都不足以使其在惡劣條件下単獨(dú)使用。陽(yáng)極氧化是被廣泛應(yīng)用于鎂合金的表面處理方法，但所得膜層的耐蝕性能還有待提高，而且表面膜很脆，不導(dǎo)電，所以不適合于負(fù)載或需要導(dǎo)電的應(yīng)用場(chǎng)合。氣相沉積、激光改性的方法比較環(huán)保，但其設(shè)備投資較大，膜層制備成本高?；瘜W(xué)鍍雖然成本較低，但鍍液不夠穩(wěn)定且對(duì)人體有毒害，還需要進(jìn)行嚴(yán)格的封閉處理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種在鎂合金表面制備錫鎳合金鍍層的方法。 主要是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種簡(jiǎn)單有效的鎂合金表面處理方法，在鎂合金表面形成表面均勻、耐腐蝕強(qiáng)、具有良好導(dǎo)電性、可焊性以及具有高雅外觀且鍍液穩(wěn)定性好、 低成本鍍層。本發(fā)明的在鎂合金表面制備錫鎳合金鍍層的方法即是ー種鎂合金在電沉積鋅鍍液下制備電沉積鋅過(guò)渡層，然后在錫鎳電鍍液下制備電沉積錫鎳合金鍍層的方法。它包括 打磨拋光、超聲除油、堿洗、酸洗、活化、浸鋅步驟及各步驟間的水洗，還包括將上述步驟處理后的鎂合金進(jìn)行電沉積鋅和電沉積錫鎳合金的步驟。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)和積極效果
1、本發(fā)明將傳統(tǒng)的電鍍エ藝與現(xiàn)代技術(shù)相結(jié)合，開(kāi)發(fā)出一種在鎂合金表面全程無(wú)毒電沉積エ藝，解決了鍍液、鍍層性能不穩(wěn)定和生產(chǎn)中帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題，充分體現(xiàn)了綠色環(huán)保的新一代化學(xué)研究理念，與現(xiàn)有技術(shù)相比具有突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)與顯著的進(jìn)步。2、本發(fā)明通過(guò)在浸鋅基礎(chǔ)上電沉積鋅制備過(guò)渡層并以此替代氰化鍍層，有效克服了直接在鎂合金表面電沉積的困難。且能掩蓋鎂基體表面的缺陷，該過(guò)渡層能使鎂基體及后續(xù)的鍍層緊密結(jié)合，為獲得理想的鍍層創(chuàng)造良好條件。3、本發(fā)明采取了在已形成鋅過(guò)渡層的鎂合金表面電沉積錫鎳合金的技術(shù)方案，不僅使鎂合金的耐蝕性與耐磨性得到顯著提高，其裝飾性能也得到了充分體現(xiàn)，而且解決了對(duì)鎳這種傳統(tǒng)裝飾性材料的長(zhǎng)期廣泛應(yīng)用帶來(lái)的鎳資源匱乏，從而使鎳的價(jià)格不斷上漲導(dǎo)致的高成本，它以錫鎳合金鍍層作為代鎳鍍層應(yīng)用于材料保護(hù)，明顯降低了成本，増加了收入，更提高了產(chǎn)品的可焊性和外觀高雅的裝飾性，同時(shí)也拓寬了鎂合金的應(yīng)用領(lǐng)域，更具有突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)與顯著的進(jìn)步。4、本發(fā)明エ藝流程簡(jiǎn)單，步驟易于控制，提高生產(chǎn)效率，適合エ業(yè)化生產(chǎn)。由本發(fā)明制備的產(chǎn)品性能優(yōu)異、電化學(xué)性能好、成本低效益高、
應(yīng)用前景廣闊、適宜進(jìn)行推廣。


圖1為在鎂合金表面直流電沉積鋅過(guò)渡層的表面形貌圖； 圖2為在鎂合金表面脈沖電沉積鋅過(guò)渡層的表面形貌圖； 圖3為在鎂合金表面電沉積錫鎳合金后的表面形貌圖 圖4為鎂合金脈沖鋅及電沉積錫鎳合金層電化學(xué)極化曲線圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的在鎂合金表面制備錫鎳合金鍍層的方法，是由打磨拋光 (1)、超聲除油(2)、堿洗(3)、酸洗(4)活化(5)、浸鋅(6)、電沉積鋅(7)、電沉積錫鎳合金 (8)及各步驟間的水洗エ藝步驟組成。打磨拋光(1)是用600#，1500#水砂紙依次對(duì)鎂合金工件進(jìn)行打磨，使其平整光滑，初歩除去表面氧化膜。超聲除油(2):采用丙酮在室溫下清洗10 min。若整個(gè)基體表面親水、無(wú)水珠或不浸潤(rùn)的地方，則除油合格。堿洗(3):經(jīng)丙酮初歩除油后在堿性條件下進(jìn)ー步除油，鎂的表面氧化膜發(fā)生了轉(zhuǎn)變，氧化鎂膜轉(zhuǎn)變?yōu)闅溲趸V膜而使鎂合金處于鈍化區(qū)，阻止了除油エ序中鎂合金的腐蝕。 該堿洗配方及參數(shù)為氫氧化鈉50g/L、磷酸鈉10g/L、溫度70°C-80°C、堿洗時(shí)間為10 min。酸洗(4):酸洗能潤(rùn)濕平整表面，除油、脫脂、去除表面氧化物，使鎂合金基體裸露出，形成易于除去的氧化物形成腐蝕點(diǎn)，加強(qiáng)機(jī)械互鎖作用以提高結(jié)合力。所述酸洗液配方及エ藝參數(shù)為草酸10g/L，室溫下酸洗lmin?；罨?5 )在經(jīng)過(guò)前幾道エ序處理后，避免在極短的時(shí)間內(nèi)鎂合金又會(huì)迅速生成氧化膜或鈍化薄膜，因此需要進(jìn)行活化處理。使鎂合金表面產(chǎn)生ー層氟化鎂保護(hù)膜阻止鎂基體免受處理液的進(jìn)ー步腐蝕。該活化處理配方及參數(shù)為磷酸(85%) 20%，氟化氫氨IOOg/ L，室溫下處理lmin。浸鋅(6):良好的浸鋅層能與鎂基體及后續(xù)的鍍層良好結(jié)合，且能掩蓋鎂基體表面缺陷，有助于獲得理想的鍍層。浸鋅過(guò)程的配方及エ藝參數(shù)為硫酸鋅50g/L、焦磷酸鈉 120g/L、氟化鈉 5g/L、碳酸鈉 5g/L、溫度 70°C _80°C、時(shí)間 10min、pH 值 10. 2-10. 4。電沉積鋅(7):是將浸鋅后的鎂合金浸入電沉積鋅鍍液中進(jìn)行處理。有兩種方式即是直流電沉積或脈沖電沉積可任選其一。利用直流電沉積時(shí)，鍍液PH值為7— 9，溫度控制在40— 50°C，處理時(shí)間為15— 20min，電流密度4一6A/dm2。采用脈沖電沉積時(shí)，除脈沖頻率500Hz，脈沖占空比20%外其它エ藝條件與所述直流電沉積條件相同。所述電沉積鋅鍍液是由氫氧化鈉90 — 110g/L、氧化鋅8 — 15g/L、三乙醇胺15 — 30g/L、DEP-III 4—6 ml/L組成。具體實(shí)施例詳見(jiàn)下表1。表1電沉積鋅鍍液配比及電沉積條件
權(quán)利要求
1.一種在鎂合金表面制備錫鎳合金鍍層的方法，它包括打磨拋光(1)、超聲除油(2)、 堿洗(3)、酸洗(4)活化(5)、浸鋅(6)步驟及各步驟間的水洗，其特征在于該方法還包括將上述步驟處理后的鎂合金進(jìn)行電沉積鋅(7)和電沉積錫鎳合金(8)的步驟。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在鎂合金表面制備錫鎳合金鍍層的方法，其特征在于所述電沉積鋅(7 )是將經(jīng)浸鋅(6 )エ藝處理后的鎂合金浸入由氧化鋅8— 15g/L，氫氧化鈉90— 110g/L，三乙醇胺15 — 30g/L、DEP-III 4—6 ml/L組成的電沉積鋅鍍液中進(jìn)行處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在鎂合金表面制備錫鎳合金鍍層的方法，其特征在于所述電沉積錫鎳合金(8 )是將電沉積鋅(7 )處理后的鎂合金再浸入由焦磷酸鉀250— 300g/L、硫酸鎳35— 50g/L、氯化亞錫30— 45g/L、氨基乙酸1 一4g/L組成的溶液中進(jìn)行處理。
全文摘要
本發(fā)明提供了鎂合金表面處理領(lǐng)域中的一種在鎂合金表面制備錫鎳合金鍍層的方法。該方法包括打磨拋光、超聲除油、堿洗、酸洗、活化、浸鋅步驟及各步驟間的水洗，還包括由所述步驟處理后的鎂合金進(jìn)行電沉積鋅和電沉積錫鎳合金的步驟。該發(fā)明解決了鎂合金的耐腐蝕性差，在空氣中易被氧化和直接在鎂合金表面電沉積困難的問(wèn)題。具有鍍液穩(wěn)定性強(qiáng)，所得鍍層電化學(xué)性能好、可焊性強(qiáng)、耐蝕性高、裝飾性強(qiáng)的特點(diǎn)，不僅明顯降低了成本，拓寬了鎂合金的應(yīng)用領(lǐng)域，且工藝流程簡(jiǎn)單，步驟易于控制，提高生產(chǎn)效率，適合工業(yè)化生產(chǎn)。由本發(fā)明制備的產(chǎn)品性能優(yōu)異、成本低效益高、應(yīng)用前景廣闊、適宜進(jìn)行推廣。
文檔編號(hào)C25D3/22GK102586827SQ201110006778
公開(kāi)日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2011年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月13日
發(fā)明者劉偉, 常立民, 時(shí)杰麗 申請(qǐng)人:吉林師范大學(xué)