镁合金处理方法及其产品的制作方法
【专利摘要】一种镁合金处理方法及其产品，其中该镁合金处理方法包括以下步骤：（1）制取成型的镁合金工件；（2）对成型后的镁合金工件机械处理；（3）采用激光器对机械处理后的镁合金工件激光照射处理；（4）将激光照射处理后的镁合金工件化学镀镍处理；（5）将化学镀镍后的镁合金工件水洗并烘烤。该产品为经所述镁合金处理方法处理后产生的产品。本发明的镁合金处理方法及其产品，在化学镀镍前通过采用纯物理方法对镁合金工件进行前处理，使镁合金镀层前的前处理过程工艺简单及环保，且使镀层与镁合金基材之间的结合力强。
【专利说明】镁合金处理方法及其产品 【【技术领域】】
[0001] 本发明涉及一种金属处理方法，具体涉及一种镁合金处理方法及其得到的产品。 【【背景技术】】
[0002] 镁合金具有重量轻(密度为1. 75?1. 85g/cm3)、相对比强度高、减震性能好、尺寸 稳定性好及可再生性等优点，因此被广泛应用于汽车、机械制造、航空航天、电子、光学仪器 等领域中。
[0003] 为了使镁合金应用于不同的场合，经常需要改变其表面状态以提高耐蚀性、耐磨 性、可焊性及装饰性等性能。目前有许多工艺可在镁及镁合金表面上形成涂覆层，如电镀、 化学镀、阳极氧化、磷化膜、有机涂层及气相沉积层等。其中，通过电镀或化学镀的方法在镁 合金基体上镀一层所需性能的金属或合金，是提高镁合金装饰性最有效途径之一。
[0004] 化学镀镍是近年来应用很广泛的一种化学镀方法，在镁合金表面上镀覆金属镍， 能提高镁合金的装饰性和耐腐蚀性。然而，由于镁的电极电位较低为-2. 37V，易于发生电偶 腐蚀，难于直接进行电镀或化学镀，若直接进行电镀或化学镀时，金属镁会与镀液中的阳离 子发生置换反应，使沉积的镀层疏松、多孔、结合力差，并且会影响镀液的稳定性，缩短镀液 的使用寿命。因此，对于镁合金想要得到理想的镀层，最重要的是镀层前有适当的前处理过 程。目前，通常在镀前需对镁合金进行脱脂、酸洗、活化等前处理步骤，该前处理步骤不仅工 艺复杂，有废液产生不环保，且使镀层与基材之间的结合力不强。
[0005] 有鉴于此，实有必要开发一种镁合金处理方法，以解决上述镀层前工艺复杂，不环 保及镀层后镀层与镁合金基材之间结合力不强的问题。 【
【发明内容】
】
[0006] 因此，本发明的目的是提供一种镁合金处理方法，该镁合金处理方法使镁合金镀 层前的前处理过程工艺简单及环保，且使镀层后镀层与镁合金基材之间的结合力强。
[0007] 为了达到上述目的，本发明的镁合金处理方法，其包括以下步骤：
[0008] (1)制取成型的镁合金工件；
[0009] (2 )对成型后的镁合金工件机械处理；
[0010] (3)采用激光器对机械处理后的镁合金工件激光照射处理；
[0011] (4 )将激光照射处理后的镁合金工件化学镀镍处理；
[0012] (5)将化学镀镍后的镁合金工件水洗并烘烤。
[0013] 可选地，所述步骤（2)中，机械处理包括以下步骤：
[0014] (2-1)对镁合金工件进行冲切处理；
[0015] (2-2)将冲切后的镁合金工件进行机械加工；
[0016] (2-3)对机械加工后的镁合金工件进行精修处理。
[0017] 可选地，所述步骤（3)中，激光照射处理时采用的电流为7?20A，激光频率为 200?80000HZ，激光的释放时间为2?20 μ s，激光的落笔延时为0?999 μ s，激光波长为 1. 064μ m，激光脉冲的平均功率为0?30W，激光的刻写速度为0?7000mm/s。
[0018] 可选地，所述步骤（4)中，化学镀镍采用的电解液按浓度计算包括以下组分：硫酸 镍30g/L ;次磷酸钠30g/L ;柠檬酸15g/L ;氟化氢铵15g/L。
[0019] 可选地，所述步骤（4)中，采用氨水将电解液的pH调节到8. 5?9.0。
[0020] 可选地，所述步骤（4)中，处理温度为50°C?60°C，处理时间为30?120分钟。
[0021] 可选地，所述步骤（5)中，采用纯水进行水洗，且烘烤温度为100°C?160°C。
[0022] 另外，本发明还提供一种镁合金处理产品，该镁合金处理产品为经所述镁合金处 理方法处理后产生的产品。
[0023] 相较于现有技术，本发明的镁合金处理方法及其产品，在化学镀镍前通过采用纯 物理方法对镁合金工件进行前处理，具有以下功效：
[0024] ( 1)镀镍前的激光照射处理工艺简单，处理流程短，可操作性强，所需设备少，能耗 低，成本低；
[0025] (2)镀镍前的激光照射处理无需经过脱脂、酸洗、活化等化学步骤，全程无任何废 液产生，环保；
[0026] (3)所得镀镍层均匀，且镀镍层与镁合金基材之间的结合力强。 【【专利附图】
【附图说明】】
[0027] 图1绘示本发明镁合金处理方法的步骤流程图。
[0028] 图2绘示本发明镁合金处理产品镀层的微观结构图。 【【具体实施方式】】
[0029] 为对本发明的目的、方法步骤及功效有进一步的了解，现结合附图详细说明如 下：
[0030] 实施例1
[0031] 请参阅图1所示，于实施例1中本发明的镁合金处理方法，其包括以下步骤：
[0032] 步骤100 :制取一成型的镁合金工件，该镁合金工件可采用半固态射出的方式成 型，或采用压铸等方式来成型镁合金工件；
[0033] 步骤200 :对成型后的镁合金工件机械处理，即首先将上述成型的镁合金工件进 行冲切处理，该冲切处理为切掉镁合金工件上的进料口、出料口及一些毛边，然后将冲切后 的镁合金工件进行机械（CNC)加工，如：加工工件表面上成型柱的钻孔、成型卡勾等细部加 工等，然后将机械加工后的镁合金工件进行精修处理，如：人工切掉工件上剩余的毛边及工 件表面的修平处理等；
[0034] 步骤300 :采用激光器对机械处理后的镁合金工件激光照射处理，即利用激光照 射镁合金工件表面，使镁合金工件表面变得凹凸不平，以便提高后续的镀镍层与镁合金基 材的结合力，且能在镁合金工件表面迅速形成一层氧化物层，激光照射处理时采用的电流 为18. 5A，激光频率(每秒所释放的光子数量）为3000HZ，激光的释放时间(所需要光子的 释放时间）为2μ s，激光的落笔延时(光子每走完一个轨迹时，在最后一点的缓冲时间）为 150 μ s，激光波长为1. 064 μ m，激光脉冲的平均功率为21W，激光的刻写速度为lOOOmm/s ;
[0035] 步骤400 :将激光照射处理后的镁合金工件化学镀镍处理，以在镁合金工件表面 产生一层均匀的镀镍层，提高镁合金工件的装饰性和耐腐蚀性，化学镀镍时采用的电解液 按浓度计算包括以下组分：硫酸镍30g/L ;次磷酸钠30g/L ;柠檬酸15g/L ;氟化氢铵15g/L ; 其余组分为纯水；且采用氨水将该电解液的pH调节到8. 65,化学镀镍时处理温度为52°C， 处理时间为90分钟；
[0036] 步骤500 :采用纯水将化学镀镍后的镁合金工件清洗两次，以将镁合金工件表面 的残留镀液去除，然后进行烘烤，烘烤温度为120°C。
[0037] 本实施例1还提供一种镁合金处理产品，该镁合金处理产品为经所述镁合金处理 方法处理后产生的产品，该产品镀层的微观结构图请参阅图2所示。
[0038] 实施例2
[0039] 请参阅图1所示，于实施例2中本发明的镁合金处理方法，其包括以下步骤：
[0040] 步骤100 :制取一成型的镁合金工件，该镁合金工件可采用半固态射出的方式成 型，或采用压铸等方式来成型镁合金工件；
[0041] 步骤200 :对成型后的镁合金工件机械处理，即首先将上述成型的镁合金工件进 行冲切处理，该冲切处理为切掉镁合金工件上的进料口、出料口及一些毛边，然后将冲切后 的镁合金工件进行机械（CNC)加工，如：加工工件表面上成型柱的钻孔、成型卡勾等细部加 工等，然后将机械加工后的镁合金工件进行精修处理，如：人工切掉工件上剩余的毛边及工 件表面的修平处理等；
[0042] 步骤300 :采用激光器对机械处理后的镁合金工件激光照射处理，即利用激光照 射镁合金工件表面，使镁合金工件表面变得凹凸不平，以便提高后续的镀镍层与镁合金基 材的结合力，且能在镁合金工件表面迅速形成一层氧化物层，激光照射处理时采用的电流 为15A，激光频率为20000HZ，激光的释放时间为2 μ s，激光的落笔延时为150 μ s，激光波长 为1. 064μπι，激光脉冲的平均功率为18W，激光的刻写速度为2000mm/s ;
[0043] 步骤400 :将激光照射处理后的镁合金工件化学镀镍处理，以在镁合金工件表面 产生一层均匀的镀镍层，提高镁合金工件的装饰性和耐腐蚀性，化学镀镍时采用的电解液 按浓度计算包括以下组分：硫酸镍30g/L ;次磷酸钠30g/L ;柠檬酸15g/L ;氟化氢铵15g/L ; 其余组分为纯水；且采用氨水将该电解液的pH调节到9. 00,化学镀镍时处理温度为52°C， 处理时间为120分钟；
[0044] 步骤500 :采用纯水将化学镀镍后的镁合金工件清洗两次，以将镁合金工件表面 的残留镀液去除，然后进行烘烤，烘烤温度为l〇〇°C。
[0045] 本实施例2还提供一种镁合金处理产品，该镁合金处理产品为经所述镁合金处理 方法处理后产生的产品，该产品镀层的微观结构图请参阅图2所示。
[0046] 实施例3
[0047] 请参阅图1所示，于实施例3中本发明的镁合金处理方法，其包括以下步骤：
[0048] 步骤100 :制取一成型的镁合金工件，该镁合金工件可采用半固态射出的方式成 型，或采用压铸等方式来成型镁合金工件；
[0049] 步骤200 :对成型后的镁合金工件机械处理，即首先将上述成型的镁合金工件进 行冲切处理，该冲切处理为切掉镁合金工件上的进料口、出料口及一些毛边，然后将冲切后 的镁合金工件进行机械（CNC)加工，如：加工工件表面上成型柱的钻孔、成型卡勾等细部加 工等，然后将机械加工后的镁合金工件进行精修处理，如：人工切掉工件上剩余的毛边及工 件表面的修平处理等；
[0050] 步骤300 :采用激光器对机械处理后的镁合金工件激光照射处理，即利用激光照 射镁合金工件表面，使镁合金工件表面变得凹凸不平，以便提高后续的镀镍层与镁合金基 材的结合力，且能在镁合金工件表面迅速形成一层氧化物层，激光处理时采用的电流为 10A，激光频率为30000HZ，激光的释放时间为2μ s，激光的落笔延时为150μ s，激光波长为 1. 064μπι，激光脉冲的平均功率为12W，激光的刻写速度为3000mm/s ;
[0051] 步骤400 :将激光照射处理后的镁合金工件化学镀镍处理，以在镁合金工件表面 产生一层均匀的镀镍层，提高镁合金工件的装饰性和耐腐蚀性，化学镀镍时采用的电解液 按浓度计算包括以下组分：硫酸镍30g/L ;次磷酸钠30g/L ;柠檬酸15g/L ;氟化氢铵15g/L ; 其余组分为纯水；且采用氨水将该电解液的pH调节到8. 50,化学镀镍时处理温度为52°C， 处理时间为30分钟；
[0052] 步骤500 :采用纯水将化学镀镍后的镁合金工件清洗两次，以将镁合金工件表面 的残留镀液去除，然后进行烘烤，烘烤温度为150°C。
[0053] 本实施例3还提供一种镁合金处理产品，该镁合金处理产品为经所述镁合金处理 方法处理后产生的产品，该产品镀层的微观结构图请参阅图2所示。
[0054] 将所述实施例1、实施例2及实施例3得到的镁合金处理产品分别按照ASTMD3359 标准进行结合力的测试，即使用锋利刀片在测试产品表面划小网格（穿透镀镍层)，然后对 切割区域施加和撕离胶带，以对镀镍层与镁合金基材之间的附着力进行评定，实施例1、实 施例2及实施例3的测试结果均为：5B (切割边缘完全平滑，无一格脱落)，因此，镀镍层与 镁合金基材之间结合力很强。
[0055] 综上所述，本发明的镁合金处理方法及其产品，在化学镀镍前通过采用纯物理方 法对镁合金工件进行前处理，具有以下功效：
[0056] (1)镀镍前的激光照射处理工艺简单，处理流程短，可操作性强，所需设备少，能耗 低，成本低；
[0057] (2)镀镍前的激光照射处理无需经过脱脂、酸洗、活化等化学步骤，全程无任何废 液产生，环保；
[0058] (3)所得镀镍层均匀，且镀镍层与镁合金基材之间的结合力强。
[0059] 需指出的是，本发明不限于上述实施方式，任何熟悉本专业的技术人员基于本发 明技术方案对上述实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，都落入本发明的保护范 围内。
【权利要求】
1. 一种镁合金处理方法，其特征在于，该镁合金处理方法包括以下步骤： (1) 制取成型的镁合金工件； (2) 对成型后的镁合金工件机械处理； (3) 采用激光器对机械处理后的镁合金工件激光照射处理； (4) 将激光照射处理后的镁合金工件化学镀镍处理； (5) 将化学镀镍后的镁合金工件水洗并烘烤。
2. 如权利要求1所述的镁合金处理方法，其特征在于，所述步骤（2)中，机械处理包括 以下步骤： (2-1)对镁合金工件进行冲切处理； (2-2)将冲切后的镁合金工件进行机械加工； (2-3 )对机械加工后的镁合金工件进行精修处理。
3. 如权利要求1所述的镁合金处理方法，其特征在于，所述步骤（3)中，激光照射处理 时采用的电流为7?20A，激光频率为200?80000HZ，激光的释放时间为2?20 μ s，激光 的落笔延时为〇?999 μ s，激光波长为1. 064 μ m，激光脉冲的平均功率为0?30W，激光的 刻写速度为〇?7000mm/s。
4. 如权利要求1所述的镁合金处理方法，其特征在于，所述步骤（4)中，化学镀镍采用 的电解液按浓度计算包括以下组分：硫酸镍30g/L ;次磷酸钠30g/L ;柠檬酸15g/L ;氟化氢 铵 15g/L。
5. 如权利要求4所述的镁合金处理方法，其特征在于，所述步骤（4)中，采用氨水将电 解液的pH调节到8. 5?9.0。
6. 如权利要求1所述的镁合金处理方法，其特征在于，所述步骤（4)中，处理温度为 50°C?60°C，处理时间为30?120分钟。
7. 如权利要求1所述的镁合金处理方法，其特征在于，所述步骤（5)中，采用纯水进行 水洗，且烘烤温度为l〇〇°C?160°C。
8. -种镁合金处理产品，其特征在于，该镁合金处理产品为经权利要求1至7中任一项 所述的镁合金处理方法处理后产生的产品。
【文档编号】C23C18/18GK104152872SQ201310176291
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2013年5月14日 优先权日:2013年5月14日
【发明者】杨升攀 申请人:汉达精密电子(昆山)有限公司