[发明专利]电镀锌、镍复合镀层镁合金及其电镀方法

说明书

技术领域

本发明是一种在镁合金上电镀锌、镍复合镀层的方法，属于金属腐蚀与防护技术领域。

背景技术

镁合金由于比重小、导电和导热率高、防震性能好、加工性能好等优异特性在汽车、摩托车等交通工具、计算机、通讯、仪器仪表、家电等电子电器工业，轻工、化工、冶金、航空航天、国防军工等部门，获得了更加广泛的应用。在过去十年里，压铸镁合金的市场份额一直以每年18％左右的速度快速增长，据估计，到2010年镁合金产量将达到85万吨。

镁合金作为结构材料使用具有广阔的前景，然而到目前为止，镁的应用还不普遍，造成这种现状的主要原因在于镁的腐蚀问题，即耐蚀性差是制约镁合金发挥其结构性能优势的瓶颈。因此，加强镁及镁合金的腐蚀防护研究，积极探索增强其抗腐蚀性的途径，对于充分发挥其结构性能优势，推动镁合金作为结构材料的应用具有重要的现实意义。

在镁合金上镀覆金属镀层是镁合金表面防护的方法之一，与其它表面防护技术相比，金属镀层具有可焊接性、良好导热导电性，具有金属质感和外观，并且可以根据产品的不同使用要求，设计镀层的组合结构，达到各种防护装饰作用的要求。

目前镁合金上镀覆金属镀层研究最多的是化学镀镍，一般采用碱式碳酸镍或醋酸镍作为主盐，但是镁合金由于高化学活性，进入化学镀镍液后，发生强烈的腐蚀及置换反应，同时伴有大量的析氢，造成沉积的镍镀层与镁合金基体结合力差，出现局部起泡或凸面起皮，这些缺陷不能保证镀层的高耐蚀性，难以达到满意的防护效果。

通过电镀的方法在镁合金表面获得金属镀层相对化学镀方法来说更为可行，电镀液的使用周期比化学镀液长，且镀层和基体的结合力比化学镀镍获得的镍层和基体的结合力好。

发明内容

对于目前镁合金上化学镀获得的镀层和基体结合力较差，且化学镀液使用周期短的缺陷，本发明提出一种镁合金上电镀锌、镍复合镀层的方法。

本发明采用的技术方案如下：本发明镁合金上电镀锌、镍复合镀层包括电镀锌层和电镀镍层。电镀锌层作为底层，厚度为20～25μm，电镀镍层作为表层，电镀锌层和电镀镍层的总厚度≤40μm。

一种电镀锌、镍复合镀层镁合金的电镀方法，按如下步骤操作：

第一步，电镀前处理：将脱脂后的镁合金试样在15～50℃的酸溶液中活化，时间为0.5～10分钟；活化后的试样采用硫酸盐浸锌工艺浸锌10分钟；

第二步，电沉积锌：将第一步浸锌后的镁合金在以醋酸锌、络合剂、辅助络合剂、缓蚀剂、添加剂复配的电沉积锌层溶液中进行电沉积锌层；

络合剂为焦磷酸钾、焦磷酸钠或酒石酸钾钠中的任意一种，络合剂浓度为30～300g/L；辅助络合剂为柠檬酸钠、柠檬酸钾或柠檬酸胺中的任意一种，辅助络合剂的浓度为5～55g/L；缓蚀剂为氟化钾、氟化钠或氟化氢胺中的任意一种，缓蚀剂浓度为2～30g/L；添加剂为OP-乳化剂、乙二胺、二甲胺、苄叉丙酮、肌醇六磷酸酯、香草醛、硫脲中的几种的复配，添加时，在电沉积锌层溶液中的浓度为OP-乳化剂0.01～5ml/L、乙二胺0.01～5g/L、二甲胺0.01～5g/L、苄叉丙酮0.01-5g/L、肌醇六磷酸酯0.01～5g/L、香草醛0.01～5g/L、硫脲0.5～5g/L；

第三步，光亮电镀镍：将第二步处理好的镁合金在电镀镍溶液中进行光亮电镀镍；电镀镍溶液由硫酸镍、氯化镍、缓冲剂硼酸、络合剂柠檬酸钠、添加剂邻苯甲酰磺酰亚胺、丙酸、1，4-丁炔二醇组成；

第四步，封孔：将第三步处理好的镁合金采用浓度为50～100g/L的硅酸钠水溶液在90～100℃下封孔处理10～20min，即得到表面电镀了锌、镍复合镀层的镁合金；

所述的镁合金上电镀锌层为底层，厚度为20～25μm，电镀镍层作为表层，电镀锌层和电镀镍层的总厚度≤40μm。

第一步中所述的酸溶液为复配溶液，各组分浓度为5～25ml/L磷酸、2～25g/L氟化氢胺、0.005～5g/L十二烷基磺酸钠，活化温度为15～50℃，活化时间为0.5～10分钟。

所述的硫酸盐浸锌工艺为：在各组分浓度为硫酸锌30g/L、碳酸钠或碳酸钾5g/L、氟化钾7g/L、焦磷酸钾150g/L，pH＝10.2～10.4的浸锌溶液中浸锌，温度为70～80℃，浸锌时间为10分钟。

所述的电沉积锌层溶液中醋酸锌的浓度为5～55g/L。