[发明专利]镁合金表面电镀高耐蚀铝锰合金的方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种在镁合金表面制备高耐蚀铝锰合金的方法，属于金属表面处理技术领域。

背景技术：

镁合金具有密度小、比强度高、电磁屏蔽性能好等优点，而被誉为21世纪绿色工程材料，在汽车工业、宇航工业及电子工业中具有广泛的应用价值。然而，耐蚀性差、耐磨性差、硬度低等缺点成为了制约镁合金实际应用的瓶颈问题，限制了其大面积的使用。因此，为了使镁合金能够在更加恶劣的环境当中使用，发展相应的镁合金表面处理技术十分必要。

在镁合金防腐方面，一种有效的提高镁合金耐蚀性的手段就是在镁合金表面电镀其它耐蚀性较好的金属涂层。然而，由于镁合金十分活泼及不同基体相的电化学特性差异很大，使得在镁合金表面直接进行电镀或化学镀是很困难的。锌和镍是仅有的两种可以直接在镁合金上镀的金属。基于这两种金属镀层，在镁合金表面发展起来的电镀涂层有Zn、Cu、Ni、Ni-Cr-Cu等，化学镀涂层主要是Ni、Zn-P合金涂层等。通过其它物理或化学的方法(如热喷涂、表面热扩散、磁控溅射、离子镀、气相沉积等)在镁合金表面也可制备Al、TiN等金属涂层，但相应存在技术不完善，涂层的耐腐蚀性、厚度、均匀性及结合力等方面的困难和缺陷，因此对这些工艺方法的研究及应用远不及电镀或化学镀的多。目前，在镁合金表面电镀及化学镀的典型工艺有浸锌镀铜和化学镀镍：

1)浸锌镀铜

经过除油、碱洗、酸浸、表面活化后，镁合金直接浸于非电解质的化学槽中可得到一层极薄的锌沉积层。其工艺流程为：除油→碱洗→酸浸→活化→浸锌→浸铜→镀其它金属。由于锌层极薄，需要在锌层上再加一浸铜层加以保护。该工艺方法不仅复杂，而其很难得到均匀一致结合良好的镀层。

2)化学镀镍

相对于浸锌镀铜打底，在镁合金表面直接化学镀镍的工艺简便得多。其工艺流程为：除油→碱蚀→活化(一般用氢氟酸)→化学镀镍。镀镍层可直接作为防护层使用，也可作为底层，再进行电镀镍或其它金属。镀镍层使镁合金的表面硬度大大提高，增强了耐磨性，但镀层与基体的结合力有限，一般需通过后续热处理来提高镀层与基体的结合力，且其耐腐蚀性能并不理想，在镀层存在针孔或微裂纹的情况下，基体镁合金有加速腐蚀的危险。

近年来，在熔盐或离子液体中进行铝及铝合金的电镀得到了普遍的关注。基于氯化物的无极熔盐电镀铝或铝合金，其操作温度在120-250℃之间，这对于在低熔点的镁合金表面制备金属镀层具有重要的意义。由氯化物熔盐电镀得到的Al-Mn合金镀层，具有优异的耐蚀性、装饰性、抗氧化性、加工性，以及常规水溶液电镀出来的镀层所无法比拟的致密无孔、无氢脆、与基底结合力强等特性。特别是含锰15％～35％的具有非晶态组织结构的Al-Mn合金镀层，由于其优异的耐蚀性，在中性盐雾试验中的红锈发生时间长达4年以上，在含Cl^-溶液中的点蚀电位比纯铝高近400mV，具有很高的应用价值和广泛的应用前景。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术的困难，提供一种镁合金表面电镀高耐蚀铝锰合金的方法，其工艺简单，在镁合金表面制备高耐蚀、高硬度、结合优良的Al-Mn合金涂层。

针对上述目的，本发明的技术方案是：

本发明在镁合金表面制备Al-Mn合金的方法，首先在水溶液中对镁合金预镀锌，然后再在熔熔盐中电镀Al-Mn合金，该工艺具体如下：

1.工艺流程

机械抛光→脱脂→水洗→碱性浸蚀→水洗→活化→水洗→电镀锌→水洗→出光→水洗→电镀铝→水洗→干燥；

2.工艺规范

2.1机械抛光

抛光的目的是为了去除镁合金工件表面的粗糙物和粘结物，细化工件表面，提高工件表面的光洁度，达到倒角的目的，尖角及毛刺必须打磨掉，以防对下道工序产生影响。

2.2脱脂

脱脂的目的是去除镁合金表面的油污，使工件表面洁净，以避免表面油脂对镀层形成的不利影响。脱脂的方法可采用碱性化学除油，也可用丙酮等有机溶剂在超声波下除油。

2.3碱性浸蚀

碱性浸蚀的目的是去除镁合金表面氧化皮，浸蚀时必须不断翻动工件，浸蚀时间要严格控制，洗的过程不断观察工件表面，当表面腐蚀均匀呈银灰色即可。其工艺条件如下：

Na₄P₂O₇.10H₂O         40g/L；

Na₂CO₃                3.7g/L；