镁合金化学镀无氟无铬前处理方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种镁合金化学镀无氟无铬前处理方法。
【背景技术】
[0002] 镁合金化学性质活泼，耐腐蚀性差，需要采用合理的表面处理提高其耐蚀性。因化 学镀镍在复杂镀件表面可以获得厚度均匀的镀层，所得镀层具有优良的耐蚀性，成为镁合 金表面处理的首选方法之一。但镍与镁的标准电势相差较大，如果直接在镁合金上化学镀 镍，镀层与基体的结合力较差。为获得覆盖均匀的化学镀镍层，必须对镁合金进行前处理。 传统的工艺需要大量使用六价铬或HF，带来严重的环保问题。为实现前处理工艺的环保化， 近年来无铬、无氟的前处理工艺受到关注。有人使用乙醇为溶剂的酸洗液直接成膜处理，或 者用钼酸钠进行成膜前处理，还有人研究加入SnCl2敏化，PbCl2活化。但目前这些前处理所 得镀层与基体的结合力均较差。
【发明内容】
[0003]针对【背景技术】存在的问题与不足，本发明的目的是提供一种镁合金化学镀无氟无 铬前处理方法，以利于解决传统工艺中六价铬或HF的环保问题。
[0004]为实现上述目的，本发明采用的技术方案是提供一种镁合金化学镀无氟无铬前处 理方法，该方法采用器具包括有电热恒温水浴锅、电子天平、吹风机、吸量管、量筒、烧杯，镀 前碱洗溶液成分配比：为Na3P04 20g/l，Na0H40g/l的混合溶液；活化液配方为Na2M〇04 · 2H20 5mg/l，硝酸2ml/l，柠檬酸20g/l，乙酸5ml/l，一定量的有机胺;该方法具体步骤为：
[0005] 1)用电子天平、量筒准确计量上述碱洗溶液配方，置于烧杯中充分搅拌，碱洗试 块；
[0006] 2)用去离子水冲洗试块；
[0007] 3)吹风机冷风吹干试块；
[0008] 4)用电子天平、量筒准确计量上述活化液配方，置于烧杯中充分搅拌，将电热恒温 水浴锅温度调至40°C，预热烧杯，将试块置于活化液中活化；
[0009] 5)用去离子水冲洗试块；
[0010] 6)吹风机冷风吹干试块。
[0011]本发明的效果是采用无氟无铬前处理方法结合传统镍系镁合金化学镀方法，获得 结合力良好的镀层。其硬度约为370HV，与传统工艺镀层硬度相当。样块置于3.5%的NaCl溶 液10分钟后，没有看到气泡。取出观察，宏观形貌没有明显变化。热震试验结果表明，试件表 面没有出现镀层、基体相分离的现象。锉刀试验中观察受锉的棱，也没有出现分离现象。说 明获得的镀层与镁合金基体的结合力较好。由于采用无氟无铬前处理方法，废液中不含六 价铬或HF，方便处理，无环境污染问题。所用溶液成分均为常用化学药品，易于购买，价格低 廉。温度环境要求不高便于操作，活化温度60°C即可，碱洗在室温条件下。
【附图说明】
[0012] 图1为镁合金化学镀工艺流程图；
[0013]图2为本发明的前处理方法流程图；
[0014]图3为本发明的磨性试验结果特性曲线图。
【具体实施方式】
[0015]结合附图对本发明的镁合金化学镀无氟无铬前处理方法加以说明。
[0016]本发明的镁合金化学镀工艺流程如图1所示。
[0017]本发明的镁合金化学镀无氟无铬前处理方法为无氟无铬方法，该方法采用器具包 括有电热恒温水浴锅、电子天平、吹风机、吸量管、量筒、烧杯，镀前碱洗溶液成分配比：为 Na3P〇4 20g/l，Na0H40g/l的混合溶液；活化液配方为Na2Mo〇4.2H20 5mg/l，硝酸2ml/l，柠 檬酸20g/l，乙酸5ml/l，一定量的有机胺;该方法具体步骤如图2所示：
[0018] 1)用电子天平、量筒准确计量上述碱洗溶液配方，置于烧杯中充分搅拌，碱洗试 块；
[0019] 2)用去离子水冲洗试块；
[0020] 3)吹风机冷风吹干试块；
[0021] 4)用电子天平、量筒准确计量上述活化液配方，置于烧杯中充分搅拌，将电热恒温 水浴锅温度调至40°C，预热烧杯，将试块置于活化液中活化；
[0022] 5)用去离子水冲洗试块；
[0023] 6)吹风机冷风吹干试块进行化学镀。
[0024]本发明的镁合金化学镀无氟无铬前处理方法通过实施例加以说明。
[0025]碱洗方法见表1 [0026]表1碱洗方法
[0028]活化方法见表2 [0029]表2活化方法
[0032]以AZ91D镁合金试件为例进行无氟无铬前处理并施镀：
[0033]宏观形貌分析与显微硬度测试
[0034]AZ91D镁合金试件，经过无氟无铬前处理后，再对试件施镀，从宏观上观察，其镀层 与传统前处理工艺下生成的镍-磷合金层形貌相似。EDS能谱分析表明，镀层成分主要包括 镍、磷等，即说明本方案下形成的镀层仍然是镍-磷合金。经化学镀并风干的试件平均硬度 值为371.03HV，最低为365.1HV，最高372.7HV，显著高于母材。
[0035]镀层耐磨性
[0036]采用无氟无铬前处理工艺进行的化学镀，得到的试件耐磨性略高于传统前处理工 艺条件下的AZ91D镁合金镀层耐磨性。进行五次耐磨性能试验，每次对试件用恒定压力旋转 摩擦五分钟，用电子天平测量耐磨试验前后试件重量，记录耐磨试验造成的试件重量损失， 根据重量损失数据评测试件耐磨性能。如图3所示，第五次磨损试验才出现测量值偏离理论 值的现象。这是因为经过四次耐磨试验后，少量与镁合金基体结合力弱的镍-磷合金开始脱 落，磨损量明显增加。
[0037] 对采用相同方法获得的试件进行热处理，耐磨性能试验结果可以看出：同样是在 第五次试验出现拐点，而且趋势图与未经过热处理的镀件基本平行，说明耐磨性试验结果 可靠性高。
[0038] 用锉刀锉试件的棱，深度约2mm，未出现膜层与基体分离现象。说明获得的镀层与 镁合金试件基体的结合力较好。将试件放入3.5%的NaCl腐蚀溶液中浸泡两小时，没有出现 气泡等剧烈反应，取出后，宏观形貌没有发生明显变化。说明采用本方案前处理后进行化学 镀，镀层可以有效保护镁合金试件基体。
【主权项】
1. 一种镁合金化学镀无氟无铬前处理方法，该方法采用器具包括有电热恒温水浴锅、 电子天平、吹风机、吸量管、量筒、烧杯，镀前碱洗溶液成分配比：为Na3P〇4 20g/l，Na0H40g/ 1的混合溶液;活化液配方为Na2Mo〇4 · 2H20 5mg/l，硝酸2ml/l，柠檬酸20g/l，乙酸5ml/l，一 定量的有机胺;该方法具体步骤为： 1) 用电子天平、量筒准确计量上述碱洗溶液配方，置于烧杯中充分搅拌，碱洗试块； 2) 用去离子水冲洗试块； 3) 吹风机冷风吹干试块； 4) 用电子天平、量筒准确计量上述活化液配方，置于烧杯中充分搅拌，将电热恒温水浴 锅温度调至40°C，预热烧杯，将试块置于活化液中活化； 5) 用去离子水冲洗试块； 6) 吹风机冷风吹干试块。
【专利摘要】本发明提供一种镁合金化学镀无氟无铬前处理方法，该方法的镀液成分配比为：碱洗溶液Na3PO4？20g/l，NaOH？40g/l的混合溶液；活化液配方为Na2MoO4·2H2O？5mg/l，硝酸2ml/l，柠檬酸20g/l，乙酸5ml/l，一定量的有机胺；该方法操作步骤为制备碱洗溶液，处理试块；制备活化液，处理试块。有益效果是采用无氟无铬前处理方法结合传统镍系镁合金化学镀方法，获得结合力良好的镀层，试件镀层硬度约为370HV，废液中不含六价铬或HF，方便处理，无环境污染。所用溶液成分均为常用化学药品，易于购买，价格低廉。温度环境要求不高便于操作，活化温度40℃即可，碱洗在室温条件下。
【IPC分类】C23C18/18
【公开号】CN105463414
【申请号】CN201510834089
【发明人】魏鑫, 陈利红, 崔妍
【申请人】天津东义镁制品股份有限公司
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年11月25日