[发明专利]一种镁合金表面脉冲预镀镍的方法

说明书

技术领域

本发明属于金属材料表面技术领域，具体涉及一种镁合金表面脉冲预镀镍 的方法。

背景技术

镁合金具有比重小、比强度和比刚度大，导电导热性能、铸造性能、机械 加工性能和阻尼性能好以及可回收利用等优点，在航空航天、汽车、机械、电 子、兵工等领域得到日益广泛的应用，被誉为二十一世纪的“绿色工程材料”。 但是，镁的电极电位很低(-2.37V)，化学性质活泼，耐蚀性极差，严重地制 约了镁合金的开发和广泛应用。因此，开展镁合金防腐蚀研究，提高其耐腐蚀 性具有重要的意义。

镁合金表面防护措施有化学转化膜、电镀、阳极氧化、有机物涂层、离子 注入、激光表面处理、铝扩散涂层等方法。阳极氧化或微弧氧化膜虽然具有很 高的硬度和良好的耐蚀性，但设备占地大、投资较大、能耗高、膜层孔隙率高。 有关其使用性能，还存在不少争议。虽然离子注入、激光表面处理等制备的涂 层耐蚀性能优越，但生产设备昂贵，成本过高，工件形状尺寸受到限制。铝扩 散涂层耐蚀性能较好，但需要加热扩散提高涂层结合力和耐蚀性能，而且加热 还有可能降低机械强度，且涂层孔隙率高。而电镀虽然是一种非常有效而且简 单的技术，但镁及其合金被认为是最难于电镀的金属之一，在电镀过程中，由 于镁的化学活性和氧的亲和力，使其表面瞬间产生氧化膜，这层氧化膜的存在 会影响镀层与基体之间的结合力，镀层易起泡、脱皮，不能起到强化表面的作 用。因此，要获得结合力良好的镀层，制备专门的预镀层非常重要。目前镁合 金常用的表面预镀技术主要有两种：一种是浸锌，将镁合金浸入含锌离子的溶 液将镁合金表面的氧化膜溶解除去，同时使锌离子与镁合金表面发生置换反应， 形成锌保护膜，保护镁合金表面不被重新氧化，但这种技术存在工艺复杂、锌 层不易与基体结合牢固等缺点；另一种是化学预镀镍，利用含氟化合物进行化 学镀，作为后续处理的底层。这种方法存在着底层与后续镀层结合力差及镀液 成本高、寿命短及污染性大等缺点；利用氰化物预镀，这种方法虽然可得到较 好的镀层，但由于预镀液及镀液中存在着氰化物，使其推广和应用受到限制。

随着脉冲电源的成本不断降低及电源的波形不断被开发应用，脉冲电镀的 研究越来越受到推广。脉冲电镀是使用脉冲电源代替直流电源进行的电镀，利 用脉冲电流的导通和关断，能有效控制电镀的过程，进而有效改善镀层的物理 化学特性。针对目前镁合金表面预镀技术难及现有技术存在的问题，罗胜联等 采用脉冲电流法预镀镍，再采用脉冲电流或恒电流方法电沉积镍，在镁合金表 面获得结合力、防护装饰性能优良的镍镀层。这为镁合金表面预镀镍技术提供 了新的方向。但迄今为止，相关研究仍处于起步阶段，国内外所报道的镁合金 表面脉冲法预镀镍研究极度缺乏，所以寻求一种设备简单、易操作、成本低且 能满足环保要求又有商业价值及节省能源的镁及镁合金表面脉冲预镀镍技术很 有必要。

发明内容

为了解决以上现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一 种镁合金表面脉冲预镀镍的方法。

本发明的另一目的在于提供一种通过上述方法制备得到的表面预镀镍镁合 金。该镁合金的表面预镀镍层均匀致密、无明显缺陷且耐腐性性能良好。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种镁合金表面脉冲预镀镍的方法，包括以下步骤：

镁合金材料或零件依次经表面预处理、电解除油、水洗、酸洗活化和脉冲 预镀镍工序，得到表面预镀镍镁合金；所述脉冲预镀镍工序所用预镀液组成为： 硫酸镍20～60g·L^-1，柠檬酸钠10～40g·L^-1，氟化氢铵5～20g·L^-1，硼砂1.8～ 7.2g·L^-1；脉冲预镀镍工序处理温度为20～40℃，pH值为7.0～10.0，电镀时间 为10～30min，正向脉冲电流为0.2～0.8A/dm^-2，占空比为5％～25％，时间为 50～300ms，反向脉冲电流为0.05～0.25A/dm^-2，时间为5～30ms，正反向周期 为55～330ms。