镁及镁合金制件的镀前处理

(一)概述

镁是一种银白色的金属，其密度为1.74g/cm³,镁合金具有质轻、耐用、比强度高、减震、易于回收再生及利用的优点，已广泛应用于各工业部门及日常用品的生产。但其化学活泼性很高，很容易被氧化腐蚀，其表面氧化膜在大气中具有一定的耐蚀防护性能，但在大多数环境下不耐蚀。如果在镁合金制件上电镀适当的金属镀层，可以改善它的导电性、焊接性、耐磨性、耐蚀性以及外观的装饰性能。镁及镁合金对氧有很高的亲和力，只要它的金属本体暴露在空气中，立即会生成氧化膜，这层膜使镁合金的电镀变得困难和复杂。因此镁和镁合金制件像铝合金一样，在电镀前必须进行特殊的预处理，才能保证基体与金属镀层有良好的结合。特殊预处理的方法有两种，一种是先浸锌后预镀铜，另一种是化学预镀镍。

(二)镁和镁合金制件镀前的常规处理

    1.初步除油脱脂

    对刚加工完成的制件或经库存、运输，表面有厚重油污的制件，可以用有机溶剂将大部分油污去除，去除的方法可以用蒸气法或浸泡法。

    2.碱蚀脱脂除膜

    ①碱蚀脱脂除膜可以用化学浸蚀，也可以用电解的方法。化学浸蚀溶液配方及工艺条件见表4-12。浸蚀过程中会生成一层铬酸盐膜，可通过活化处理将膜去除。

    ②电解脱脂除膜。碱液电解浸蚀的配方及工艺条件如下：

        氢氧化钠        10～12g/L        槽电压            6V
        碳酸钠            25g/L           阴极电解时间     2~5min

        电解溶液温度   80～90℃

    3.水洗

    冷水浸洗或喷淋冲洗。

    4.弱浸蚀(活化)①化学浸蚀后的镁合金在以下配方的溶液中活化：

        磷酸(p=1.7)    200mL/L        溶液温度            室温

        氟化氢铵            100g/L        浸渍时间        0.5～2min

    ②电解浸蚀后的镁合金制件在以下配方的溶液中活化：

    磷酸(85%,质量分数) 200mL/L   溶液温度         20～30℃

        浸渍时间        0.5～1.0min    酸性氟化铵或氟化钠        100g/L

    5.水洗

    弱浸蚀后要立即水洗，然后迅速进入特殊处理工序。

(三)镁及镁合金制件的特殊处理

    1.先浸锌后镀铜工艺①经活化后的镁合金零件在下列配方的溶液中处理：

        硫酸锌(ZnSO⁴·7H₂O)    30g/L    溶液温度    70～80℃

        pH值    用碳酸钠调整溶液的pH值在10.0～10.5的范围

        焦磷酸钠(Na₄P₂O₇)     120g/L   氟化钾(KF)或氟化钠      5～15g/L

        浸渍时间        3～5min        碳酸钠(Na₂CO₃)        5g/L    
        浸渍后立刻水洗

    对于某些镁合金可能需要二次浸锌，才能得到良好的浸锌层。第一次浸锌后在活化液中退除再作第二次浸锌。

    ②镀铜。为了使镀层具有良好的结合力，浸锌后的镁合金制件还需要预镀铜。镀铜的溶液配方及工艺条件如下：

        氰化亚铜(CuCN)    38～42g/L    pH值        9.6～10.4

        氰化钾(KCN)    总量65～72g/L   溶液温度    45～60℃

        氰化钾(KCN)        游离7.5g/L     电流密度    1～2.5A/dm²

        氟化钾(KF)            28～32g/L    搅拌方式     移动阴极

    镀铜开始时，先用5～10A/dm²电流密度急镀，然后调至正常控制的电流密度。预镀铜后，迅速水洗然后可镀其他金属。

    2.化学预镀镍

    镁及镁合金制件经浸蚀并水洗后，在氢氟酸(70%)55mL/L的溶液中，在室温下活化10min,含铝量高的镁合金在HF(70%)100mL/L溶液中活化5～10min,水洗后进行化学预镀镍。因为镁合金容易受SO^2-₄和Cl^-的腐蚀，所以不能使用常用的化学镀镍液配方。溶液中不能含硫酸镍或氯化镍。目前都采用美国DOW公司设计的配方。溶液配方及工艺条件如下：

        碱式碳酸镍[3Ni(OH)₂ · 2NiCO₃·4H₂O]     10g/L

        氨水(NH₃ · H₂O,25%)                30mL/L

        次磷酸钠(NaH₂PO₂ · H₂O)            20g/L

        溶液pH值                                  6.0～6.5

        溶液温度                                   75～80℃

        氟化氢铵(NH₄HF₂)                       10g/L

        氢氟酸(HF,70%)                         10mL/L

        柠檬酸(C6H₈O₇·H₂O)                     5g/L

    化学预镀镍后，经水洗即可镀其他金属。如果先在200℃下加热1h,可以提高镀层的结合力。

本文转载自《电镀前处理与后处理》编著    李异
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