CN103938236A - 一种镁合金表面电镀铬工艺 - Google Patents

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钱永清
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Abstract

本发明公开了一种镁合金表面电镀铬工艺，其特征在于，所述工艺包括如下步骤：碱洗→酸洗→活化→浸锌→电镀锌→电镀镍→电镀铬，该工艺采用电镀锌、电镀镍工艺进行电镀铬前处理，省去了电镀铜的操作，并且省去了现有工艺的镀半光亮镍、高硫镍和光亮镍的复杂步骤，因此，工艺简单，成本低，并且通过对电镀锌镀液、电镀镍镀液组分以及电镀铬组分的调整，不采用有毒、污染高的组分，使得镀覆工艺环保安全，并且制备的镀层耐腐蚀高，外观美观，基体和镀层结合力高，与传统工艺制备的镀层性能相当，甚至好于传统工艺。

Description

一种镁合金表面电镀铬工艺
技术领域
本发明涉及电镀技术领域，尤其涉及一种镁合金表面电镀铬工艺。
背景技术
镁合金作为一种轻质工程结构材料，具有高比强度、高比刚度以及优越的减震性能，在交通、通讯、航空、航天等领域有着广泛的应用领域。但镁合金化学活性高，电极电位低，表面氧化膜疏松，致使防护性能低，制约了镁合金的应用和发展。由此引起了人们对镁合金制件表面腐蚀与防护的关注，在镁合金表面阳极氧化、化学转化膜、有机涂层、表面镀覆等方面进行了大量的研究，特别是采用电镀镍方法作为一种成本低、工艺简单、易于操作的表面镀覆技术，已成为人们对镁合金表面防护的重要研究方向。
目前，镁合金的电镀方法主要为预镀锌、预镀铜之后才能开始电镀别的金属，而且大部分为含氰电镀。例如，现在国内外普遍采用的是美国ASTM推荐的电镀金属Ni的标准方法，是Dow公司开发的浸锌镀法，其预处理采用了浸锌和氰化物镀铜工艺。然而，该工艺过程复杂，重复性较差，使用氰化物，镀液有毒，污染环境，镀层的光亮性及镀液的稳定性还需要进一步改善。
为了克服工艺复杂的缺点，研究者开发出了直接化学镀镍方法，如JP2003073843中采用铬酐对镁合金进行浸蚀，氟化物活化后进行化学镀镍，用氨水调节化学镀镍液使其呈弱碱性，曾获得了结合力好、耐蚀性高的化学镀镍层，李德高等在专利CN1699634A一种镁合金电镀方法中采用去絮→化学除油→出光→中和→活化→预镀锌工艺得到了比较好的预镀锌层，而预镀锌液无氰、无毒、无害，杨昇等人在专利CN1737205A中，将镁合金用浓氢氟酸(11％)酸洗后直接电镀铝，获得比较好的铝镀层，中国专利CN1641075A对镁、镁合金的表面或活化处理方法及表面镀方法做过详细描述，尽管这些工艺都脱离了氰化物电镀，但电镀前的处理工艺大都基于对DOW的工艺的改进。
发明内容
本发明的目的在于提出一种镁合金表面电镀铬工艺，该工艺采用电镀锌、电镀镍工艺进行电镀铬前处理，省去了电镀铜的操作，并且省去了现有工艺的镀半光亮镍、高硫镍和光亮镍的复杂步骤，因此，工艺简单，成本低，并且通过对电镀锌镀液、电镀镍镀液组分以及电镀铬组分的调整，不采用有毒、污染高的组分，使得镀覆工艺环保安全，并且制备的镀层耐腐蚀高，外观美观，基体和镀层结合力高。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种镁合金表面电镀铬工艺，所述工艺包括如下步骤：碱洗→酸洗→活化→浸锌→电镀锌→电镀镍→电镀铬，其中：
电镀锌：镀液组成为：ZnSO4·7H2O32-36g/L，K4P2O7·3H2O164-168g/L，KF18-20g/L，C6H17O7N332-36g/L，植酸0.4-0.6g/L，H2CSNH2：4-6g/L，余量为水；工艺为：以纯锌为阳极，电镀锌温度：35-45℃，电镀时间30-40min，电流密度：2-3A/dm2；
电镀镍：镀液组成为：硫酸镍210-220g/L，氯化镍15-17g/L，硼酸52-56g/L，硫酸钾20-26g/L，十二烷基磺酸钠0.5-1.5g/L，无水乙酸钠36-40g/L，乙氧化丁炔二醇30-40mg/L，丙酸3-4g/L，余量为水；工艺条件为：pH值3.5-4.5；电流密度2.5-3.5A/dm2，温度65-75℃，时间20-30min；
电镀铬：镀液组成为：硫酸铬160-170g/L，硫酸钠270-280g/L；溴化铵0.6-0.8mol/L；硼酸1.5-1.7mol/L；次亚磷酸钠0.6-0.8mol/L；草酸1.2-1.4mol/L；十二烷基硫酸钠0.03-0.05mol/L，硫酸亚铁0.05-0.07mol/L，余量为水；电镀工艺：pH值2.3-3.6；工艺温度45-55℃，阴极电流密度21-23A/dm2，电镀时间20-30分钟。
本发明具有的优点：
该工艺采用电镀锌、电镀镍工艺进行电镀铬前处理，省去了电镀铜的操作，并且省去了现有工艺的镀半光亮镍、高硫镍和光亮镍的复杂步骤，因此，工艺简单，成本低，并且通过对电镀锌镀液、电镀镍镀液组分以及电镀铬组分的调整，不采用有毒、污染高的组分，使得镀覆工艺环保安全，并且制备的镀层耐腐蚀高，外观美观，基体和镀层结合力高，与传统工艺制备的镀层性能相当，甚至好于传统工艺。
具体实施方式
实施例一
一种镁合金表面电镀铬工艺，所述工艺包括如下步骤：碱洗→酸洗→活化→浸锌→电镀锌→电镀镍→电镀铬，其中：
电镀锌：镀液组成为：ZnSO4·7H2O32g/L，K4P2O7·3H2O168g/L，KF18g/L，C6H17O7N336g/L，植酸0.4g/L，H2CSNH2：6g/L，余量为水；工艺为：以纯锌为阳极，电镀锌温度：35-45℃，电镀时间30min，电流密度：2-3A/dm2；
电镀镍：镀液组成为：硫酸镍210g/L，氯化镍17g/L，硼酸52g/L，硫酸钾26g/L，十二烷基磺酸钠0.5g/L，无水乙酸钠40g/L，乙氧化丁炔二醇30mg/L，丙酸4g/L，余量为水；工艺条件为：pH值3.5-4.5；电流密度2.5-3.5A/dm2，温度65-75℃，时间20min；
电镀铬：镀液组成为：硫酸铬160g/L，硫酸钠280g/L；溴化铵0.6mol/L；硼酸1.7mol/L；次亚磷酸钠0.6mol/L；草酸1.4mol/L；十二烷基硫酸钠0.03mol/L，硫酸亚铁0.07mol/L，余量为水；电镀工艺：pH值2.3-3.6；工艺温度45-55℃，阴极电流密度21-23A/dm2，电镀时间20分钟。
实施例二
一种镁合金表面电镀铬工艺，所述工艺包括如下步骤：碱洗→酸洗→活化→浸锌→电镀锌→电镀镍→电镀铬，其中：
电镀锌：镀液组成为：ZnSO4·7H2O36g/L，K4P2O7·3H2O164g/L，KF20g/L，C6H17O7N332g/L，植酸0.6g/L，H2CSNH2：4g/L，余量为水；工艺为：以纯锌为阳极，电镀锌温度：35-45℃，电镀时间40min，电流密度：2-3A/dm2；
电镀镍：镀液组成为：硫酸镍220g/L，氯化镍15g/L，硼酸56g/L，硫酸钾20g/L，十二烷基磺酸钠1.5g/L，无水乙酸钠36g/L，乙氧化丁炔二醇40mg/L，丙酸3g/L，余量为水；工艺条件为：pH值3.5-4.5；电流密度2.5-3.5A/dm2，温度65-75℃，时间30min；
电镀铬：镀液组成为：硫酸铬170g/L，硫酸钠270g/L；溴化铵0.8mol/L；硼酸1.5mol/L；次亚磷酸钠0.8mol/L；草酸1.2mol/L；十二烷基硫酸钠0.05mol/L，硫酸亚铁0.05mol/L，余量为水，电镀工艺：pH值2.3-3.6；工艺温度45-55℃，阴极电流密度21-23A/dm2，电镀时间30分钟。
实施例三
一种镁合金表面电镀铬工艺，所述工艺包括如下步骤：碱洗→酸洗→活化→浸锌→电镀锌→电镀镍→电镀铬，其中：
电镀锌：镀液组成为：ZnSO4·7H2O34g/L，K4P2O7·3H2O166g/L，KF19g/L，C6H17O7N334g/L，植酸0.5g/L，H2CSNH2：5g/L，余量为水；工艺为：以纯锌为阳极，电镀锌温度：35-45℃，电镀时间35min，电流密度：2-3A/dm2；
电镀镍：镀液组成为：硫酸镍215g/L，氯化镍16g/L，硼酸54g/L，硫酸钾23g/L，十二烷基磺酸钠1.0g/L，无水乙酸钠38g/L，乙氧化丁炔二醇35mg/L，丙酸3.5g/L，余量为水；工艺条件为：pH值3.5-4.5；电流密度2.5-3.5A/dm2，温度65-75℃，时间25min；
电镀铬：镀液组成为：硫酸铬165g/L，硫酸钠275g/L；溴化铵0.7mol/L；硼酸1.6mol/L；次亚磷酸钠0.7mol/L；草酸1.3mol/L；十二烷基硫酸钠0.04mol/L，硫酸亚铁0.06mol/L，余量为水，电镀工艺：pH值2.3-3.6；工艺温度45-55℃，阴极电流密度21-23A/dm2，电镀时间25分钟。

Claims (1)

1.一种镁合金表面电镀铬工艺，其特征在于，所述工艺包括如下步骤：碱洗→酸洗→活化→浸锌→电镀锌→电镀镍→电镀铬，其中：
电镀锌：镀液组成为：ZnSO4·7H2O32-36g/L，K4P2O7·3H2O164-168g/L，KF18-20g/L，C6H17O7N332-36g/L，植酸0.4-0.6g/L，H2CSNH2：4-6g/L，余量为水；工艺为：以纯锌为阳极，电镀锌温度：35-45℃，电镀时间30-40min，电流密度：2-3A/dm2；
电镀镍：镀液组成为：硫酸镍210-220g/L，氯化镍15-17g/L，硼酸52-56g/L，硫酸钾20-26g/L，十二烷基磺酸钠0.5-1.5g/L，无水乙酸钠36-40g/L，乙氧化丁炔二醇30-40mg/L，丙酸3-4g/L，余量为水；工艺条件为：pH值3.5-4.5；电流密度2.5-3.5A/dm2，温度65-75℃，时间20-30min；
电镀铬：镀液组成为：硫酸铬160-170g/L，硫酸钠270-280g/L；溴化铵0.6-0.8mol/L；硼酸1.5-1.7mol/L；次亚磷酸钠0.6-0.8mol/L；草酸1.2-1.4mol/L；十二烷基硫酸钠0.03-0.05mol/L，硫酸亚铁0.05-0.07mol/L，余量为水；电镀工艺：pH值2.3-3.6；工艺温度45-55℃，阴极电流密度21-23A/dm2，电镀时间20-30分钟。
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