[发明专利]用于电镀的镁基材的预处理

说明书

技术领域

本发明涉及在含锌镁合金基材上沉积粘合性锌涂层的改进方法，以使得基材表面适于电镀。

背景技术

本发明涉及在镁/锌合金基材表面上制备粘合性金属涂层的改进方法。

在镁合金上电镀已经应用多年，但是为了使金属涂层获得与镁/锌合金基材良好的粘合性，通常需要多个加工步骤。

0lsen等的U.S.4,349,390号专利描述了一种方法的例子，在此全文参考引用其主题。该方法的步骤如下：

1)通过机械预处理制备表面；

2)使用有机溶剂或碱性清洗液去除油污；

3)活化镁合金基材的表面；

4)通过在含锌离子的碱金属焦磷酸盐溶液中浸镀进行化学锌沉淀，优选温度高于60℃；和

5)被敷电解金属。

镁是非常活泼的金属，上述预处理顺序中的酸洗步骤能够使镁基材中任何下层孔隙显露出来。因此，虽然随后可以得到铜的粘合性沉积物，但是施覆于该铜沉积物面层的涂层的外观和耐蚀性变得非常差。

通常，得到具有良好外观和耐蚀性的电镀镁制件的唯一方法是施覆铜的厚涂层，并在该阶段机械抛光该制件以密封任何的孔隙。随后，涂覆的制件在用后面的金属例如镍和铬电镀前，必须被再处理和再激活。这使得电镀镁制件的制备费用非常高，特别是因为在抛光操作中铜的任何“完全抛光(polish through)”将会使制件变得无用。

最近已开发出含大比例锌的镁合金。这些合金声称具有优异的浇铸性能并降低了孔隙率。

本发明的发明人出人意料地发现，这些合金可使用无蚀刻预处理方法被加工用于电镀，这省略了电镀方法中酸洗或活化阶段的必要。因此抛光镁铸件的孔隙没有显露出来，可以得到具有优异外观和良好耐蚀性的制件，在镍(或其它金属)电镀前无需在铜沉积物上进行中间的抛光操作。就减少制备高质量抛光制件所需的加工步骤的数目而言，这在商业上显然是有利的。

经过进一步的研究，本发明的发明人还发现：铸件中锌的存在不是与无蚀刻加工步骤中得到的粘合力有关的唯一因素。成功加工镁合金制件的另一决定性因素是镁合金的铝含量。高锌合金可能铝含量低。铝加入到镁合金中使铸件变硬，产生晶粒细化，但会得到长的凝固范围，这会提高铸件孔隙率。

本发明人发现为了能够使用本发明所需的“无蚀刻”法来加工铸件，必须控制铸件的铝含量。例如，在含4％或更多锌的合金中，最好是铝含量小于约9％，在锌含量小于4％的合金中，最好是铝含量小于6％。

不希望受到理论约束，本发明人认为这是由于在浇铸方法中从熔体冷却过程中在表面上沉淀的镁/铝金属间相的存在。这些金属间相随后在预处理和电镀过程中产生了微电流效应，如果不进行酸洗和活化步骤以平衡表面电势，将会使粘合力变差。

本发明人确定含小于6％的锌的合金可通过在浸渍法中施覆锌涂层而加工，锌处理溶液包含焦磷酸盐、氟化物和锌。本发明人还确认当合金含超过6％的锌时，电解过程中得到优异的效果，其中施加阴极电流迫使锌从溶液中沉淀。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种获得具有良好外观和耐蚀性的电镀镁制件的改进方法。

本发明的另一目的是研究在本发明方法中使用的电镀条件下镁合金组成的影响。

为此目的，本发明涉及一种在镁合金制件上制备粘合性电镀沉积物的方法，其中镁合金包含约0～9％的铝和约0.2～20％的锌。

在该情况下，该方法包括步骤：

a)在碱性清洗液中清洗镁合金制件；

b)通过在锌涂覆液中浸渍沉积或电沉积而在清洗过的镁合金制件上施覆锌层；和

c)从电解质溶液施覆金属涂层，该电解质溶液与锌涂覆的镁表面是相容的。

在另一个实施方案中，本发明涉及一种在镁合金制件上沉积粘合性电镀沉积物的方法，其中镁合金制件包含约0～9％的铝和约6～20％的锌。

在该情况下，该方法包括步骤：

a)在碱性清洗液中清洗镁合金制件；

b)通过在锌涂覆液中电沉积而在清洗过的镁合金制件上施覆锌层；和

c)从电解质溶液施覆金属涂层，该电解质溶液与锌涂覆的镁表面是相容的。

在两个实施方案中，优选基本不进行镁合金的蚀刻。

具体实施方式

本发明涉及铝含量小于约9％的电镀镁合金铸件的改进方法，这可以省略常用的蚀刻和酸洗预处理步骤。本发明的方法能够使制得的产品具有优异的外观和耐蚀性，而无需中间的抛光或磨光步骤。

本发明涉及一种方法，包括如下步骤：