鎂合金化學鍍鎳磷的方法
2023-06-03 09:09:36 1
專利名稱：鎂合金化學鍍鎳磷的方法
技術領域：
本發明涉及一種鎂合金化學鍍鎳磷的方法，屬化學鍍膜工藝技術領域。
背景技術：
鎂合金具有許多優良的物理和機械性能，具有較高的比強度和比剛度、易於切削加工、易於鑄造、減震性好、能承受較大的衝擊震動負荷，且導電導熱性好、磁屏蔽性能優良，是一個理想的現代結構材料，現己廣泛應用於汽車、機械製造、航空航天、電子、通訊、軍事、光學儀器和計算機製造等領域。為使鎂合金應用於不同的場合，經常需要改變其表面狀態以提高耐蝕性、耐磨性、可焊性、裝飾性等性能。然而，由於鎂的電極電勢為較大的負值，為-2.36V，在空氣中很容易被氧化，生成疏鬆、防護性能差的氧化膜，導致鎂合金在潮溼的大氣、土壤和海水中發生嚴重的腐蝕，因而限制了其廣泛應用。鎂合金化學鍍鎳處理，不僅可以獲得高的耐蝕性和耐磨性，而且能夠在形狀複雜的鑄件上得到厚度均勻的鍍層。
傳統的方法是採用DOW浸鋅後化學鍍鎳的方法，其工藝步驟包括有除油—酸洗—活化—浸鋅—氰化鍍銅—鹼性化學鍍鎳磷。此工藝成本高，工藝複雜，需要氰化鍍銅及活化等步驟，尤其是氰化鍍銅打底作襯底時的溶液，因其含有大量的氰化銅、氰化鈉、氰化鉀等氰化物，毒性很大，後處理麻煩，對環境汙染非常嚴重。
發明內容
本發明的目的是為了克服上述的缺陷和不足，提供一種工藝簡單的鎂合金化學鍍鎳磷的工藝方法。
本發明一種鎂合金化學鍍鎳磷的方法，其特徵在於具有以下的工藝過程和步驟a.首先製備好鍍鎳磷化學鍍液，該鍍液的化學組成及其重量配方如下主鹽鹼式碳酸鎳10～30g/L；還原劑次亞磷酸鈉20～40g/L；絡合劑檸檬酸或檸檬酸三鈉3～15g/L，乳酸15～25g/L，丁二酸4～8g/L，乙酸鈉10～20g/L，選上述絡合劑中的一種或多種；穩定劑硫脲0.5～3mg/L，碘酸鈉5～15mg/L，選上述穩定劑中的一種或二種；防腐劑氟化氫銨15～30g/L；
餘量為水；b.將鎂合金事先進行脫除油脂處理，然後進行酸洗；酸洗是將表面清潔的鎂合金部件放入氫氟酸和磷酸的混合酸液中；該混合酸液是濃度為40％的氫氟酸與濃度為68％的磷酸以1∶1體積比配製而成；酸洗20～50秒後，再用水衝洗乾淨；c.然後進行浸鋅處理，此時為一次浸鋅；浸鋅是在氧化鋅80～100g/L，氫氧化鈉500～250g/L，灑石酸鉀鈉10～20g/L，氯化鐵1～3g/L的混合溶液中進行，浸鋅時間為5～8分鐘，隨後用水衝洗乾淨；d.然後進行退鋅，即用30～50％濃度的硝酸溶液進行退鋅；e.二次浸鋅；用上述步驟C中同樣的混合溶液進行二次浸鋅，浸鋅時間為30～90秒；f.然後進入化學鍍鎳磷的工藝程序，將上述經處理的鎂合金部件放入上述的化學鍍液中，溫度控制在80～90℃，溶液的PH值調節為6～7，施鍍時間為45～60分鐘；g.然後進行水洗，並在200℃溫度下熱處理2小時；最後在鎂合金表面獲得具有金屬光澤的鎳磷合金鍍層，其厚度為15～20微米。
本發明方法的優點在於化學鍍鎳溶液的成分簡單，配製方便，鍍液成分可在較大範圍內變化，穩定性好，配製後可長期存放，操作十分方便。更大的優越性是在化學鍍前的處理過程中，無需氫氟酸活化，無需氰化鍍銅這道工序，因此對環境汙染小。本發明方法可在鎂合金表面鍍覆功能性鍍層，獲得的化學鍍鎳磷合金層具有金屬光澤、鍍膜均勻緻密、與基體結合力強，耐蝕性也較好。
具體實施例方式
現將本發明的實施例敘述於後。
實施例1(1)首先配製好鍍鎳磷化學鍍液，該鍍液的化學組成及其重量配方如下主鹽鹼式碳酸鎳 15g/L；還原劑次亞磷酸鈉25g/L；絡合劑檸檬酸10g/L；穩定劑硫脲 2mg/L；防腐劑氟化氫銨 15g/L；水餘量；(2)將擠壓態AZ31D鎂合金試樣先進行脫除油脂處理，然後進行酸洗；酸洗是將表面清潔的鎂合金試樣放入氫氟酸和磷酸的混合酸液中；該混合液是濃度為40％的氫氟酸與程度為68％的磷酸以1∶1體積比配製而成；酸洗44秒後，再用水衝洗乾淨；(3)然後進行浸鋅處理，此時為一次浸鋅；浸鋅是在含氧化鋅95g/L，氫氧化鈉230g/L，酒石酸鉀鈉15g/L，氯化鐵2g/L的混合溶液中進行，浸鋅時間為7分鐘，隨後用水衝洗乾淨；(4)然後進行退鋅，即用40％濃度的硝酸溶液進行退鋅；(5)二次浸鋅；用上述步驟(3)中同樣的混合溶液進行二次浸鋅，浸鋅時間為60秒；(6)然後進入化學鍍鎳磷的工藝程序，將上述經處理的鎂合金試樣放入上述的化學鍍液中，溫度控制在85℃，溶液的PH值為6.0，施鍍時間為50分鐘；(7)然後進行水洗，並在200℃溫度下熱處理2小時；最後在AZ31D鎂合金表面可獲得具有金屬光澤的鎳磷合金鍍層，鍍層厚度為15～20微米。
本實施例所得鍍鎳的鎂合金試樣通過熱震和銼刀試驗，完全符合國家標準GB/T13913-92要求。
實施例2本實施例的工藝過程和步驟完全和上述實施1相同，不同的是其化學鍍液的配方不同。
本實施例的鍍液的化學組成及其重量配方為主鹽鹼式碳酸鎳 25g/L；還原劑次亞磷酸鈉 35g/L；絡合劑檸檬酸三鈉 15g/L，丁二酸4g/L；穩定劑硫脲 3mg/L；防腐劑氟化氫銨 25g/L；水餘量；然後，其工藝過程和步驟與前述實施例1中的(2)、(3)、(4)、(5)、(6)和(7)完全相同。
本實施例最後在AZ31D鎂合金試樣表面可獲得具有金屬光澤的鎳磷合金鍍層，鍍層厚度為15～20微米。
本實施例所得鍍鎳的鎂合金試樣通過熱震和銼刀試驗，完全符合國家標準GB/T13913-92要求。
實施例3本實施例的工藝過程和步驟完全和上述實施1相同，不同的是其化學鍍液的配方不同。
本實施例的鍍液的化學組成及其重量配方為主鹽鹼式碳酸鎳30g/L；還原劑次亞磷酸鈉 40g/L；絡合劑乳酸15g/L；穩定劑碘酸鈉 8mg/L；防腐劑氟化氫銨30g/L；水餘量；然後，其工藝過程和步驟與前述實施例1中的(2)、(3)、(4)、(5)、(6)和(7)完全相同。
本實施例最後在AZ31D鎂合金試樣表面可獲得具有金屬光澤的鎳磷合金鍍層，鍍層厚度為15～20微米。
本實施例所得鍍鎳的鎂合金試樣通過熱震和銼刀試驗，完全符合國家標準GB/T13913-92要求。
實施例4本實施例的工藝過程和步驟完全和上述實施1相同，不同的是其化學鍍液的配方不同。
本實施例的鍍液的化學組成及其重量配方為主鹽鹼式碳酸鎳15g/L；還原劑次亞磷酸鈉 25g/L；絡合劑乙酸鈉 15g/L，檸檬酸3g/L，丁二酸8g/L；穩定劑碘酸鈉 10mg/L；防腐劑氟化氫銨20g/L；水餘量；然後，其工藝過程和步驟與前述實施例1中的(2)、(3)、(4)、(5)、(6)和(7)完全相同。
本實施例最後在AZ31D鎂合金試樣表面可獲得具有金屬光澤的鎳磷合金鍍層，鍍層厚度為15～20微米。
本實施例所得鍍鎳的鎂合金試樣通過熱震和銼刀試驗，完全符合國家標準GB/T13913-92要求。
實施例5本實施例的工藝過程和步驟完全和上述實施1相同，不同的是其化學鍍液的配方不同。
本實施例的鍍液的化學組成及其重量配方為主鹽鹼式碳酸鎳15g/L；還原劑次亞磷酸鈉 25g/L；絡合劑乳酸20g/L，檸檬酸8g/L；穩定劑碘酸鈉 5mg/L；防腐劑氟化氫銨20g/L；水餘量；然後，其工藝過程和步驟與前述實施例1中的(2)、(3)、(4)、(5)、(6)和(7)完全相同。
本實施例最後在AZ31D鎂合金試樣表面可獲得具有金屬光澤的鎳磷合金鍍層，鍍層厚度為15～20微米。
本實施例所得鍍鎳的鎂合金試樣通過熱震和銼刀試驗，完全符合國家標準GB/T13913-92要求。
實施例6本實施例的工藝過程和步驟完全和上述實施1相同，不同的是其化學鍍液的配方不同。
本實施例的鍍液的化學組成及其重量配方為主鹽鹼式碳酸鎳15g/L；還原劑次亞磷酸鈉 25g/L；絡合劑乳酸25g/L；穩定劑硫脲1mg/L，碘酸鈉15mg/L；防腐劑氟化氫銨25g/L；水餘量；然後，其工藝過程和步驟與前述實施例1中的(2)、(3)、(4)、(5)、(6)和(7)完全相同。
本實施例最後在AZ31D鎂合金試樣表面可獲得具有金屬光澤的鎳磷合金鍍層，鍍層厚度為15～20微米。
本實施例所得鍍鎳的鎂合金試樣通過熱震和銼刀試驗，完全符合國家標準GB/T13913-92要求。
權利要求
1.一種鎂合金化學鍍鎳磷的方法，其特徵在於具有以下的工藝過程和步驟a.首先製備好鍍鎳磷化學鍍液，該鍍液的化學組成及其重量配方如下主鹽鹼式碳酸鎳10～30g/L；還原劑次亞磷酸鈉20～40g/L；絡合劑檸檬酸或檸檬酸三鈉3～15g/L，乳酸15～25g/L，丁二酸4～8g/L，乙酸鈉10～20g/L，選上述絡合劑中的一種或多種；穩定劑硫脲0.5～3mg/L，碘酸鈉5～15mg/L，選上述穩定劑中的一種或二種；防腐劑氟化氫銨15～30g/L；餘量為水；b.將鎂合金事先進行脫除油脂處理，然後進行酸洗；酸洗是將表面清潔的鎂合金部件放入氫氟酸和磷酸的混合酸液中；該混合酸液是濃度為40％的氫氟酸與濃度為68％的磷酸以1∶1體積比配製而成；酸洗20～50秒後，再用水衝洗乾淨；c.然後進行浸鋅處理，此時為一次浸鋅；浸鋅是在氧化鋅80～100g/L，氫氧化鈉250～500g/L，灑石酸鉀鈉10～20g/L，氯化鐵1～3g/L的混合溶液中進行，浸鋅時間為5～8分鐘，隨後用水衝洗乾淨；d.然後進行退鋅，即用30～50％濃度的硝酸溶液進行退鋅；e.二次浸鋅；用上述步驟C中同樣的混合溶液進行二次浸鋅，浸鋅時間為30～90秒；f.然後進入化學鍍鎳磷的工藝程序，將上述經處理的鎂合金部件放入上述的化學鍍液中，溫度控制在80～90℃，溶液的PH值調節為6～7，施鍍時間為45～60分鐘；g.然後進行水洗，並在200℃溫度下熱處理2小時；最後在鎂合金表面獲得具有金屬光澤的鎳磷合金鍍層，其厚度為15～20微米。
全文摘要
本發明涉及一種鎂合金化學鍍鎳磷的方法，屬化學鍍膜工藝技術領域。本發明的特徵在於具有以下工藝過程和步驟①配製化學鍍液；其組成及重量配方為主鹽鹼式碳酸鎳10～30g/L；還原劑次亞磷酸鈉20～40g/L；絡合劑乳酸15～25g/L，丁二酸4～8g/L，乙酸鈉10～20g/L，檸檬酸3～15g/L，選上述絡合劑中的一種或多種；穩定劑硫脲0.5～3.0mg/L，碘酸鈉5～15mg/L，選上述穩定劑中的一種或二種；防腐劑氟化氫銨15～30g/L；餘量為水。②將鎂合金脫脂、酸洗，清潔表面。③浸鋅處理、退鋅、二次浸鋅。④化學鍍鎳；溫度80～90℃，pH 6～7，施鍍時間45～60分鐘。⑤水洗，並在200℃下熱處理2小時；最後獲得厚度為15～20微米的鎳磷合金鍍層。
文檔編號C23C18/18GK1769521SQ200510110738
公開日2006年5月10日 申請日期2005年11月25日 優先權日2005年11月25日
發明者成旦紅, 王建泳, 張煒, 李科軍, 張慶 申請人:上海大學