耐腐蚀性镁合金的表面处理方法
【专利摘要】本发明提出了一种耐腐蚀性镁合金的表面处理方法，包括以下步骤：1)前处理：对镁合金样品进行除油、酸洗、碱洗与活化处理；2)化学镀镍：将活化处理后的镁合金样品用化学镀镍液进行化学镀镍，反应温度为75?85℃，反应时间为10?25min；3)电镀铜：将化学镀镍后的镁合金样品用电镀铜液进行电镀铜，反应温度为30?45℃，反应时间为15?50min；4)电镀镍：将电镀铜后的镁合金样品用电镀镍液进行电镀镍，反应温度为30?55℃，反应时间为20?45min；5)后处理：将电镀镍后的镁合金样品进行水洗，吹干与烘干即可。该方法获得的镁合金样品化学镀镍后再进行电镀铜电镀镍，具有良好的耐腐蚀性、耐磨性、导电性。
【专利说明】
耐腐蚀性镆合金的表面处理方法
技术领域
[0001] 本发明属于合金表面处理技术领域，具体涉及一种耐腐蚀性镁合金的表面处理方 法。
【背景技术】
[0002] 镁合金是目前最轻质的金属材料，其密度约为铝的2/3，铁的1/4，它还具有强度质 量比高、散热快，减震能力强、尺寸稳定性好、易回收以及良好的电磁屏蔽能力等优点。镁合 金正在成为继钢铁、铝之后的第三大金属工程材料，被誉为"21世纪绿色工程材料"，生产相 同体积的镁合金所需要的能量要比铁、铝少很多，甚至不会高于生产同体积聚合物所耗能 量。
[0003] 镁及其合金具有许多优良的物理和机械性能，具有较高的比强度和比刚度、易于 切削加工、易于铸造、减震性好、能承受较大的冲击震动负荷、导电导热性好、磁屏蔽性能优 良，是一种理想的现代结构材料。
[0004] 为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、装饰性等性能。目前有许多方法可在镁及镁合金表面上形成涂覆层，包括电镀、化 学镀、转化膜，阳极氧化、氢化膜、有机涂层、气相沉积层等。其中最为简单有效的方法就是 通过电化学方法在基体上镀一层所需性能的金属或合金，即电镀与化学镀。然后，现在有镁 合金镀镍均采用一次化学镀镍处理，镀镍后的镁合金存在耐腐蚀性差的问题，容易出现局 部腐蚀。
【发明内容】
[0005] 为解决现有镁合金存在的耐腐蚀差的问题，本发明提出一种耐腐蚀性镁合金的表 面处理方法，该方法获得的镁合金样品化学镀镍后再进行电镀铜电镀镍，具有良好的耐腐 蚀性、耐磨性、导电性，镁合金镍镀层光亮性好，表面均匀、无麻点，结合力好，应用价值高， 对镁合金的应用具有重大的实际意义。
[0006] 本发明的技术方案是这样实现的：
[0007] -种耐腐蚀性镁合金的表面处理方法，包括以下步骤：
[0008] 1)前处理:对镁合金样品进行除油、酸洗、碱洗与活化处理；
[0009] 2)化学镀镍:将活化处理后的镁合金样品用化学镀镍液进行化学镀镍，反应温度 为75-85°(：，反应时间为10-2511^11;
[0010] 3)电镀铜:将化学镀镍后的镁合金样品用电镀铜液进行电镀铜，反应温度为30-45 °C，反应时间为15-50min;
[0011] 4)电镀镍:将电镀铜后的镁合金样品用电镀镍液进行电镀镍，反应温度为30-55 °C，反应时间为20-45min;
[0012] 5)后处理:将电镀镍后的镁合金样品进行水洗，吹干与烘干即可；
[0013] 其中，电镀铜液组成为：5-10g/L硫酸铜、30-45g//L硫酸与0.05-0 . lg/L氯化钠，余 量为去离子水，并用pH调节剂调节pH至3.2-5.2 ;电镀镍液组成为：15-25g//L硫酸镍、15- 35g/L 次磷酸钠、20-30g//L 乳酸、5-10g/L 丁 二酸、5-10g/L 柠檬酸、5-1 Smg/l 聚乙二醇与 2- 5mg/L缓蚀剂，余量为去离子水，并用pH调节剂调节pH至3.5-4.5。
[0014] 进一步，所述镁合金样品的电镀铜层的厚度为5-25μπι，所述镁合金样品的电镀镍 层的厚度为1〇_25μπι。
[0015] 进一步，所述化学镀镍液的组成为:8-15g/L硫酸镍、15-25g/L次磷酸钠、15-25ml/ L氢氟酸、3-8g/L乳酸与2-5mg/L缓蚀剂，余量为去离子水，并用pH调节剂调节pH至3.5-4.3。
[0016] 进一步，所述镁合金样品的化学镀镍层的厚度为8-12μπι。
[0017]进一步，所述除油方法为:室温下，用三氯乙稀超声清洗镁合金样品5-15min。
[0018] 进一步，所述酸性方法为:在20-30°C下，将镁合金样品放到酸洗液中反应时间为 20-35s，所述酸洗液的组成为：20-35g//L的H3B〇3，30-45g/L的NH4HF 2质量浓度为，60mlVL的 H3PO4,余量为去尚子水。
[0019] 进一步，所述碱洗方法为:将酸洗后的镁合金样品放入碱洗液中，在40-60°C反应 8-12min，所述碱洗液的组成为：35-55g//L的Na0H，2-8g//L的Na 3P〇4 · 12H20,余量为去离子 水。
[0020] 进一步，所述活化方法为:将碱洗后的镁合金样品放入活化液中，在35-45Γ，反应 时间为2_5min，所述活化液的组成为:50-150mL/L氢氟酸，10-45g/L氟化钠，余量为去离子 水，并用pH调节剂调节pH值至0.2-3.5。
[0021] 本发明有益效果：
[0022] 1、本方法使得镀镍层紧密、均匀，克服了传统工艺中镀镍层孔隙率高、均匀性差的 缺点，大幅度提高镀层抗盐雾腐蚀性能。
[0023] 2、本方法中提及化学镀镍后再进行电镀铜电镀镍，可提高镁合金的耐腐蚀性能。
[0024] 3、本方法对镁合金基材适应性强，镀层性能良好。
【具体实施方式】 [0025] 实施例1
[0026] 一种耐腐蚀性镁合金的表面处理方法，包括以下步骤：
[0027] 1)前处理:对镁合金样品进行除油、酸洗、碱洗与活化处理；
[0028]除油:室温下，用三氯乙稀超声清洗镁合金样品5min;
[0029] 酸洗:将除油后的镁合金样品水洗，然后在20°C下，将镁合金样品放到酸洗液中反 应时间为35s，酸洗液的组成为:20g/L的H3B〇3，45g/L的NH4HF2质量浓度为，60mL/L的H 3P〇4， 余量为去尚子水；
[0030] 碱洗:将酸洗的镁合金样品水洗，然后放入碱洗液中，在40°C反应12min，所述碱洗 液的组成为:35g/L的Na0H，2g/L的Na3P〇4 · 12H20,余量为去离子水；
[0031]活化:将碱洗后的镁合金样品水洗，然后放入活化液中，在35°C，反应时间为5min， 所述活化液的组成为:50mL/L氢氟酸，20g/L氟化钠，余量为去离子水，并用pH调节剂调节pH 值至1.2。
[0032] 2)化学镀镍:将活化处理后的镁合金样品用化学镀镍液进行化学镀镍，反应温度 为75°C，反应时间为25min，化学镀镍层的厚度为8μπι;化学镀镍液的组成为：15g/L硫酸镍、 15g/L次磷酸钠、15ml/L氢氟酸、3g/L乳酸与5mg/L缓蚀剂，余量为去离子水，并用pH调节剂 调节pH至3.5,。
[0033] 3)电镀铜:将化学镀镍后的镁合金样品用电镀铜液进行电镀铜，反应温度为30°C， 反应时间为50min，电镀铜层的厚度为5μπι;电镀铜液组成为：5g/L硫酸铜、45g/L硫酸与 0.05g/L氯化钠，余量为去离子水，并用pH调节剂调节pH至3.2。
[0034] 4)电镀镍:将电镀铜后的镁合金样品用电镀镍液进行电镀镍，反应温度为30°C，反 应时间为45min，电镀镍层的厚度为ΙΟμπι;电镀镍液组成为：15g/L硫酸镍、35g/L次磷酸钠、 20g/L乳酸、5g/L 丁二酸、10g/L柠檬酸、5mg/L聚乙二醇与2mg/L缓蚀剂，余量为去离子水，并 用pH调节剂调节pH至3.5。
[0035] 5)后处理:将电镀镍后的镁合金样品进行水洗，吹干与烘干即可获得镀镍镁合金。
[0036] 实施例2
[0037] 一种耐腐蚀性镁合金的表面处理方法，包括以下步骤：
[0038] 1)前处理:对镁合金样品进行除油、酸洗、碱洗与活化处理；
[0039]除油:室温下，用三氯乙稀超声清洗镁合金样品lOmin;
[0040] 酸性方法为:将除油后的镁合金样品水洗，然后在30°C下，将镁合金样品放到酸洗 液中反应时间为20s，酸洗液的组成为:25g/L的H3B〇3，30g/L的NH4HF2质量浓度为，60mL/L的 H3PO4,余量为去呙子水；
[0041] 碱洗:将酸洗的镁合金样品水洗，然后放入碱洗液中，在50°C反应lOmin，所述碱洗 液的组成为:40g/L的NaOH，4g/L的Na3P〇4 · 12H20,余量为去离子水；
[0042]活化:将碱洗后的镁合金样品水洗，然后放入活化液中，在40°C，反应时间为3min， 所述活化液的组成为:80mL/L氢氟酸，10g/L氟化钠，余量为去离子水，并用pH调节剂调节pH 值至1.4。
[0043] 2)化学镀镍:将活化处理后的镁合金样品用化学镀镍液进行化学镀镍，反应温度 为80°C，反应时间为20min，化学镀镍层的厚度为ΙΟμπι;化学镀镍液的组成为：10g/L硫酸镍、 18g/L次磷酸钠、18ml/L氢氟酸、4g/l乳酸与4π^/1缓蚀剂，余量为去离子水，并用pH调节剂 调节pH至3.8。
[0044] 3)电镀铜:将化学镀镍后的镁合金样品用电镀铜液进行电镀铜，反应温度为32°C， 反应时间为45min，电镀铜层的厚度为ΙΟμπι;电镀铜液组成为：7g//L硫酸铜、40g/L硫酸与 0.07g/L氯化钠，余量为去离子水，并用pH调节剂调节pH至3.4;
[0045] 4)电镀镍:将电镀铜后的镁合金样品用电镀镍液进行电镀镍，反应温度为35°C，反 应时间为40min，电镀镍层的厚度为15μπι;电镀镍液组成为：17g/L硫酸镍、30g/L次磷酸钠、 22g/L乳酸、7g//L 丁二酸、8g/L柠檬酸、7mg/L聚乙二醇与3mg/L缓蚀剂，余量为去离子水，并 用pH调节剂调节pH至3.7。
[0046] 5)后处理:将电镀镍后的镁合金样品进行水洗，吹干与烘干即可获得镀镍镁合金。 [0047] 实施例3
[0048] 一种耐腐蚀性镁合金的表面处理方法，包括以下步骤：
[0049] 1)前处理:对镁合金样品进行除油、酸洗、碱洗与活化处理；
[0050]除油:室温下，用三氯乙烯超声清洗镁合金样品12min;
[0051]酸性方法为:将除油后的镁合金样品水洗，然后在25°C下，将镁合金样品放到酸洗 液中反应时间为30s，酸洗液的组成为:30g/L的H3B〇3，35g/L的NH4HF2质量浓度为，60mL/L的 H3PO4,余量为去呙子水；
[0052]碱洗:将酸洗的镁合金样品水洗，然后放入碱洗液中，在55°C反应lOmin，所述碱洗 液的组成为:45g/L的NaOH，6g/L的Na3P〇4 · 12H20,余量为去离子水；
[0053]活化:将碱洗后的镁合金样品水洗，然后放入活化液中，在40°C，反应时间为3min， 所述活化液的组成为：1 〇〇mL/L氢氟酸，20g/L氟化钠，余量为去离子水，并用pH调节剂调节 pH值至2.4。
[0054] 2)化学镀镍:将活化处理后的镁合金样品用化学镀镍液进行化学镀镍，反应温度 为85 °C，反应时间为1 Omin，化学镀镍层的厚度为12μπι，化学镀镍液的组成为:8g//L硫酸镍、 20g/L次磷酸钠、22ml/L氢氟酸、乳酸与2π^/1缓蚀剂，余量为去离子水，并用pH调节剂 调节pH至4.3。
[0055] 3)电镀铜:将化学镀镍后的镁合金样品用电镀铜液进行电镀铜，反应温度为40°C， 反应时间为30min，电镀铜层的厚度为15μπι;电镀铜液组成为：10g/L硫酸铜、35g/L硫酸与 0. lg/L氯化钠，余量为去离子水，并用pH调节剂调节pH至4.0。
[0056] 4)电镀镍:将电镀铜后的镁合金样品用电镀镍液进行电镀镍，反应温度为40°C，反 应时间为30min，电镀镍层的厚度为20μπι;电镀镍液组成为:20g/L硫酸镍、20g/L次磷酸钠、 27g/L乳酸、10g/L 丁二酸、5g/L梓檬酸、10mg/L聚乙二醇与5mg/L缓蚀剂，余量为去离子水， 并用pH调节剂调节pH至4.2。
[0057] 5)后处理:将电镀镍后的镁合金样品进行水洗，吹干与烘干即可获得镀镍镁合金。
[0058] 实施例4
[0059] 一种耐腐蚀性镁合金的表面处理方法，包括以下步骤：
[0060] 1)前处理:对镁合金样品进行除油、酸洗、碱洗与活化处理；
[0061]除油:室温下，用三氯乙稀超声清洗镁合金样品15min;
[0062]酸性方法为:将除油后的镁合金样品水洗，然后在30°C下，将镁合金样品放到酸洗 液中反应时间为20s，酸洗液的组成为:35g/L的H3B〇3，35g/L的NH4HF2质量浓度为，60mL/L的 H3PO4,余量为去呙子水；
[0063]碱洗:将酸洗的镁合金样品水洗，然后放入碱洗液中，在60°C反应8min，所述碱洗 液的组成为:55g/L的NaOH，8g/L的Na3P〇4 · 12H20,余量为去离子水；
[0064]活化:将碱洗后的镁合金样品水洗，然后放入活化液中，在45°C，反应时间为2min， 所述活化液的组成为：130mL/L氢氟酸，40g/L氟化钠，余量为去离子水，并用pH调节剂调节 pH值至3.2。
[0065] 2)化学镀镍:将活化处理后的镁合金样品用化学镀镍液进行化学镀镍，反应温度 为80 °C，反应时间为15min，化学镀镍层的厚度为1 Ομπι;化学镀镍液的组成为:8g//L硫酸镍、 25g/L次磷酸钠、25mVL氢氟酸、8g//L乳酸与2mg//L缓蚀剂，余量为去离子水，并用pH调节剂 调节pH至4.2。
[0066] 3)电镀铜:将化学镀镍后的镁合金样品用电镀铜液进行电镀铜，反应温度为45°C， 反应时间为15min，电镀铜层的厚度为25μπι;电镀铜液组成为：10g/L硫酸铜、30g/L硫酸与 0.1 g/L氯化钠，余量为去离子水，并用pH调节剂调节pH至5.2。
[0067] 4)电镀镍:将电镀铜后的镁合金样品用电镀镍液进行电镀镍，反应温度为50°C，反 应时间为25min，电镀镍层的厚度为25μπι;电镀镍液组成为:25g/L硫酸镍、15g/L次磷酸钠、 30g/L乳酸、8g/L 丁二酸、5g/L柠檬酸、15mg/L聚乙二醇与4mg/L缓蚀剂，余量为去离子水，并 用pH调节剂调节pH至4.5。
[0068] 5)后处理:将电镀镍后的镁合金样品进行水洗，吹干与烘干即可获得镀镍镁合金。
[0069] 实施例5
[0070] 一种耐腐蚀性镁合金的表面处理方法，包括以下步骤：
[0071] 1)前处理:对镁合金样品进行除油、酸洗、碱洗与活化处理；
[0072]除油:室温下，用三氯乙稀超声清洗镁合金样品lOmin;
[0073]酸性方法为:将除油后的镁合金样品水洗，然后在25°C下，将镁合金样品放到酸洗 液中反应时间为20s，酸洗液的组成为:35g/L的H3B〇3，35g/L的NH4HF2质量浓度为，60mL/L的 H3PO4,余量为去呙子水；
[0074]碱洗:将酸洗的镁合金样品水洗，然后放入碱洗液中，在58°C反应lOmin，所述碱洗 液的组成为:55g/L的NaOH，8g/L的Na3P〇4 · 12H20,余量为去离子水；
[0075]活化:将碱洗后的镁合金样品水洗，然后放入活化液中，在45°C，反应时间为2min， 所述活化液的组成为：130mL/L氢氟酸，40g/L氟化钠，余量为去离子水，并用pH调节剂调节 pH值至3.5〇
[0076] 2)化学镀镍:将活化处理后的镁合金样品用化学镀镍液进行化学镀镍，反应温度 为80 °C，反应时间为15min，化学镀镍层的厚度为12μπι;化学镀镍液的组成为:8g//L硫酸镍、 25g/L次磷酸钠、25mVL氢氟酸、8g//L乳酸与2mg//L缓蚀剂，余量为去离子水，并用pH调节剂 调节pH至4.3。
[0077] 3)电镀铜:将化学镀镍后的镁合金样品用电镀铜液进行电镀铜，反应温度为45°C， 反应时间为15min，电镀铜层的厚度为20μπι;电镀铜液组成为：10g/L硫酸铜、30g/L硫酸与 0.1 g/L氯化钠，余量为去离子水，并用pH调节剂调节pH至5.0。
[0078] 4)电镀镍:将电镀铜后的镁合金样品用电镀镍液进行电镀镍，反应温度为55°C，反 应时间为20min，电镀镍层的厚度为15μπι;电镀镍液组成为:25g/L硫酸镍、15g/L次磷酸钠、 30g/L乳酸、8g/L 丁二酸、5g/L柠檬酸、15mg/L聚乙二醇与4mg/L缓蚀剂，余量为去离子水，并 用pH调节剂调节pH至4.5。
[0079] 5)后处理:将电镀镍后的镁合金样品进行水洗，吹干与烘干即可获得镀镍镁合金。
[0080] 实施例6
[00811将实施例1-5制备得到的镀镍镁合金按照国军标GJB150A-2009热震试验检测，检 测温度为220°C;按照国军标GJB150A-2009盐雾试验检测，检测条件为35°C，5wt%NaCl溶 液，连续喷雾48h，结果见表1:
[0082]表1镀镍镁合金性能检测结果 [0083]
[0084]
[0085] 从表1中可以看出，本发明制备的镀镍镁合金具有良好的耐腐蚀性、耐磨性、导电 性，镁合金镍镀层光亮性好，表面均匀、无麻点，结合力好。
[0086] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种耐腐蚀性镁合金的表面处理方法，其特征在于，包括以下步骤： 1) 前处理:对镁合金样品进行除油、酸洗、碱洗与活化处理； 2) 化学镀镍:将活化处理后的镁合金样品用化学镀镍液进行化学镀镍，反应温度为75-85°C，反应时间为10_25min; 3) 电镀铜:将化学镀镍后的镁合金样品用电镀铜液进行电镀铜，反应温度为30-45Γ， 反应时间为15-50min; 4) 电镀镍:将电镀铜后的镁合金样品用电镀镍液进行电镀镍，反应温度为30-55Γ，反 应时间为20_45min; 5) 后处理:将电镀镍后的镁合金样品进行水洗，吹干与烘干即可； 其中，电镀铜液组成为：5-10g/L硫酸铜、30-45g//L硫酸与0.05-0. lg/Ι氯化钠，余量为 去离子水，并用pH调节剂调节pH至3.2-5.2;电镀镍液组成为：15-25g/L硫酸镍、15-35g/L次 磷酸钠、20_30g/L乳酸、5-10g/L 丁二酸、5-10g/L柠檬酸、5-15mg/L聚乙二醇与2-5mg/L缓蚀 剂，余量为去离子水，并用pH调节剂调节pH至3.5-4.5。2. 根据权利要求1所述的耐腐蚀性镁合金的表面处理方法，其特征在于，所述镁合金样 品的电镀铜层的厚度为5_25μπι，所述镁合金样品的电镀镍层的厚度为10-25μπι。3. 根据权利要求1所述的耐腐蚀性镁合金的表面处理方法，其特征在于，所述化学镀镍 液的组成为:8-15g/L硫酸镍、15-25g/L次磷酸钠、15-25ml/L氢氟酸、3-8 g//L乳酸与2-5mg/L 缓蚀剂，余量为去离子水，并用pH调节剂调节pH至3.5-4.3。4. 根据权利要求3所述的耐腐蚀性镁合金的表面处理方法，其特征在于，所述镁合金样 品的化学镀镍层的厚度为8-12μπι。5. 根据权利要求1所述的耐腐蚀性镁合金的表面处理方法，其特征在于，所述除油方法 为:室温下，用三氯乙稀超声清洗镁合金样品5-15min。6. 根据权利要求1所述的耐腐蚀性镁合金的表面处理方法，其特征在于，所述酸性方法 为:在20-30°C下，将镁合金样品放到酸洗液中反应时间为20-35S，所述酸洗液的组成为： 20-35g/L的H3B〇3，30-45g/L的NH4HF2质量浓度为，60mL/L的H 3P〇4，余量为去离子水。7. 根据权利要求1所述的耐腐蚀性镁合金的表面处理方法，其特征在于，所述碱洗方法 为:将酸洗后的镁合金样品放入碱洗液中，在40-60°C反应8-12min，所述碱洗液的组成为： 35-55g/L的NaOH，2-8g/L的Na 3P〇4 · 12H20,余量为去离子水。8. 根据权利要求1所述的耐腐蚀性镁合金的表面处理方法，其特征在于，所述活化方法 为:将碱洗后的镁合金样品放入活化液中，在35-45 °C，反应时间为2-5min，所述活化液的组 成为：50-150mL/L氢氟酸，10-45g/L氟化钠，余量为去离子水，并用pH调节剂调节pH值至 0·2 _3·5 〇
【文档编号】C23G1/22GK105839105SQ201610344293
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年5月23日
【发明人】帅和平
【申请人】深圳市瑞世兴科技有限公司