專利名稱：鎂及鎂合金化學(xué)鍍鍍液配方的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鎂及鎂合金化學(xué)鍍鍍液配方，具體是一種用表面化學(xué)處理方法對鎂及鎂合金表面進行鍍覆的化學(xué)鍍鎳液配方。用于金屬材料表面處理領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在鎂合金上進行化學(xué)鍍鎳處理，不僅可以獲得高的耐蝕性和耐磨性，而且能夠在形狀復(fù)雜的鑄件上得到厚度均勻的鍍層。在要求表面具有導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、釬焊性的場合，更是一種不可替代的表面處理方法。
鎂合金的化學(xué)鍍鎳研究開始于20世紀(jì)50年代，到目前已有標(biāo)準(zhǔn)可循。如美國材料試驗協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)B480-88鎂及鎂合金電鍍標(biāo)準(zhǔn)指南(ASTM B480-88.Standard guide for preparation of magnesium and magnesium alloys forelectroplating)。標(biāo)準(zhǔn)方法采用的化學(xué)鍍鎳溶液是水溶液，主要含有堿式碳酸鎳1％，氫氟酸0.6％，檸檬酸0.5％，氟化氫銨1％，次亞磷酸鈉2％，氨水0.4％。由于化學(xué)鍍液的鎳鹽使用堿式碳酸鎳，而堿式碳酸鎳的價格太高，使得化學(xué)鍍的成本成倍增加；堿式碳酸鎳不溶于水，在配制前，必須先用氫氟酸(HF)溶解，而溶解過程又得持續(xù)20分鐘以上才能配成溶液，這樣使得化學(xué)鍍液配制過程復(fù)雜，生產(chǎn)效率降低；而且鍍液配制時使用了揮發(fā)性的氫氟酸，會產(chǎn)生環(huán)境污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有鎂合金直接化學(xué)鍍技術(shù)中由于使用堿式碳酸鎳造成的成本太高，配制復(fù)雜，效率低下以及環(huán)境污染等缺點，提供一種鎂及鎂合金化學(xué)鍍鍍液配方，用氯化鎳代替堿式碳酸鎳作為鎳鹽引入，使得鍍液配制方便，成本大大降低，且無揮發(fā)性氫氟酸的污染。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，本發(fā)明鎂及鎂合金化學(xué)鍍鍍液配方包含的各組成及其重量百分比為氯化鎳(NiCl2·6H2O)2.0-5.5％，檸檬酸(C6H8O7·H2O)1-3％，氟化物2-6％，次亞磷酸鈉(NaH2PO2·H2O)1.5-4.5％，硫脲0.00005-0.00015％，十二烷基磺酸鈉0.01-0.05％，余量為水。
所述的氟化物為下列藥品之一或一種以上混合物氟化氫銨(NH4HF2)，氟化銨(NH4F)。水用去離子水或蒸餾水。
對本發(fā)明配方進一步限定為氯化鎳3.5-4.5％，次亞磷酸鈉2.0-3.0％，檸檬酸1.6-2.4％，氟化物4-5％，硫脲0.00008-0.00011％，十二烷基磺酸鈉0.02-0.04％，余量為水。水用去離子水或蒸餾水。在按照優(yōu)選配方配制的鍍液中進行化學(xué)鍍，鍍速約為15微米每小時，鍍層結(jié)合良好，具有一定的耐腐蝕能力，耐中性鹽霧實驗時間超過72小時。
化學(xué)鍍?nèi)芤旱呐渲葡扔蒙倭空麴s水或去離子水分別溶解上述藥品，然后混合并稀釋到要求濃度，調(diào)整溶液pH值至6.5-7.0，便完成了鍍液的配制過程。
對于鎂及鎂合金化學(xué)鍍鎳溶液，實驗表明，含有較高濃度的硫酸根、氯離子均會對鎂合金基底產(chǎn)生較大的腐蝕。本發(fā)明從幾個方面著手解決含氯離子鍍液對基底的腐蝕問題首先，施鍍前對鎂及鎂合金在氫氟酸中進行活化處理，鎂及鎂合金上形成一層氟化物保護膜，這層氟化物膜在鍍液中能穩(wěn)定存在，對基底有很好的保護作用；第二個措施是溶液中加入足量的氟化物。高濃度的氟離子能很快形成新的氟化物膜，可以有效修復(fù)破壞的氟化物膜，因而能很好地保護基底。第三個措施是采用高的pH值。第四是使用穩(wěn)定劑，增加鍍液穩(wěn)定性，降低鎳的初始沉積速度。因為鎳的初始沉積會破壞氟化物膜，控制住初始沉積速度也就控制住了腐蝕。第五是采用較低的施鍍溫度，施鍍溫度為80℃，一方面有利于基體的保護，另一方面也有利于鍍速的控制。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于鍍液使用氯化鎳取代堿式碳酸鎳作為鎳鹽引入，使得鎂合金化學(xué)鍍成本大大降低，而且鍍液的配制大大簡化。鍍液配制過程中不需要氫氟酸，避免了環(huán)境污染。利用本發(fā)明得到的鍍層可以作為鎂及鎂合金單獨的保護層，也可以作為普通電鍍層的基底。
具體實施例方式
下面通過實施例對本發(fā)明作進一步說明。
實施例一
按下述配方稱取藥品氯化鎳40g，檸檬酸20g，氟化氫銨45g，次亞磷酸鈉25g，硫脲0.001g，十二烷基磺酸鈉0.3g。先將上述藥品分別用少量水溶解，然后混合稀釋至1升，配制好的鍍液pH值為6.5。
將面積0.8dm2的鎂合金AZ91鑄件經(jīng)過堿性除油，酸洗，活化后，放入加熱到80℃的化學(xué)鍍液中，施鍍2小時，在鎂合金上得到厚度約為30μm的均勻的鎳磷合金鍍層。經(jīng)測試，鍍層結(jié)合力合格。參照GB6458-86進行了中性鹽霧腐蝕的試驗，耐久時間可達72小時以上。鹽霧試驗前用硅膠將試樣的邊緣棱角封涂。試驗的結(jié)果為試樣表面開始出現(xiàn)腐蝕起皮的時間。
實施例二按下述配方稱取藥品氯化鎳20g，檸檬酸10g，氟化氫銨20g，次亞磷酸鈉15g，硫脲0.0005g，十二烷基磺酸鈉0.1g，先將上述藥品分別用少量水溶解，然后混合稀釋至1升，配制好的鍍液pH值為7.0。
將面積0.8dm2的鎂合金AZ91鑄件經(jīng)過堿性除油，酸洗，活化后，放入加熱到80℃的化學(xué)鍍液中，施鍍2小時，在鎂合金上得到厚度約為20μm的鍍層。經(jīng)測試，鍍層結(jié)合力合格，中性鹽霧實驗?zāi)途脮r間可達48小時。
實施例三按下述配方稱取藥品氯化鎳55g，檸檬酸30g，氟化氫銨30g，氟化胺30g，次亞磷酸鈉45g，硫脲0.0015g，十二烷基磺酸鈉0.5g，先將上述藥品分別用少量蒸餾水溶解，然后混合稀釋至1升，配制好的鍍液pH值為7.0。
將面積0.8dm2的鎂合金AZ91鑄件經(jīng)過堿性除油，酸洗，活化后，放入加熱到80℃的化學(xué)鍍液中，施鍍2小時，在鎂合金上得到厚度約為30μm的鍍層。經(jīng)測試，鍍層結(jié)合力合格，中性鹽霧實驗?zāi)途脮r間達72小時。
實施例四按下述配方稱取藥品氯化鎳40g，檸檬酸20g，氟化銨60g，次亞磷酸鈉25g，硫脲0.001g，十二烷基磺酸鈉0.3g。先將上述藥品分別用少量蒸餾水溶解，然后混合稀釋至1升，配制好的鍍液pH值為6.5。
將面積0.8dm2的鎂合金AZ91鑄件經(jīng)過堿性除油，酸洗，活化后，放入加熱到80℃的化學(xué)鍍液中，施鍍2小時，在鎂合金上得到厚度約為30μm的鍍層。中性鹽霧實驗?zāi)途脮r間可達72小時以上。
實施例五
按下述配方稱取藥品氯化鎳35g，檸檬酸16g，氟化氫銨40g，次亞磷酸鈉20g，硫脲0.0008g，十二烷基磺酸鈉0.2g。先將上述藥品分別用少量水溶解，然后混合稀釋至1升，配制好的鍍液pH值為6.5。
將面積0.8dm2的鎂合金AZ91鑄件經(jīng)過堿性除油，酸洗，活化后，放入加熱到80℃的化學(xué)鍍液中，施鍍2小時，在鎂合金上得到厚度約為30μm的均勻的鎳磷合金鍍層。經(jīng)測試，鍍層結(jié)合力合格。參照GB6458-86進行了中性鹽霧腐蝕的試驗，耐久時間可達72小時以上。
實施例六按下述配方稱取藥品氯化鎳45g，檸檬酸24g，氟化銨50g，次亞磷酸鈉30g，硫脲0.0011g，十二烷基磺酸鈉0.4g。先將上述藥品分別用少量水溶解，然后混合稀釋至1升，配制好的鍍液pH值為6.8。
將面積0.8dm2的鎂合金AZ91鑄件經(jīng)過堿性除油，酸洗，活化后，放入加熱到80℃的化學(xué)鍍液中，施鍍2小時，在鎂合金上得到厚度約為30μm的均勻的鎳磷合金鍍層。經(jīng)測試，鍍層結(jié)合力合格。參照GB6458-86進行了中性鹽霧腐蝕的試驗，耐久時間可達72小時以上。
權(quán)利要求
1.一種鎂及鎂合金化學(xué)鍍鍍液配方，其特征在于，包含的各組成及其重量百分比為氯化鎳2.0-5.5％，檸檬酸1-3％，氟化物2-6％，次亞磷酸鈉1.5-4.5％，硫脲0.00005-0.00015％，十二烷基磺酸鈉0.01-0.05％，余量為水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎂及鎂合金化學(xué)鍍鍍液配方，其特征是，對配方及其重量百分比進一步限定為氯化鎳3.5-4.5％，檸檬酸1.6-2.4％，氟化物4-5％，次亞磷酸鈉2.0-3.0％，硫脲0.00008-0.00011％，十二烷基磺酸鈉0.02-0.04％，余量為水。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鎂及鎂合金化學(xué)鍍鍍液配方，其特征是，所述的氟化物為下列藥品之一或一種以上混合物氟化氫銨，氟化銨。
全文摘要
一種鎂及鎂合金化學(xué)鍍鍍液配方，用于金屬材料表面處理領(lǐng)域。本發(fā)明包含的各組成及其重量百分比為氯化鎳2.0－5.5％，檸檬酸1－3％，氟化物2－6％，次亞磷酸鈉1.5－4.5％，硫脲0.00005－0.00015％，十二烷基磺酸鈉0.01－0.05％，余量為水。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于化學(xué)鍍鍍液使用氯化鎳取代堿式碳酸鎳作為鎳鹽引入，使得鎂合金化學(xué)鍍成本大大降低，而且鍍液的配制大大簡化。利用本發(fā)明得到的鍍層可以作為鎂及鎂合金單獨的保護層，也可以作為普通電鍍層的基底。
文檔編號C23C18/31GK1580320SQ20041001847
公開日2005年2月16日 申請日期2004年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月20日
發(fā)明者劉新寬, 胡文彬, 丁文江, 向陽輝 申請人:上海交通大學(xué)