镁合金新型电镀工艺研究论文_吴天和

镁合金新型电镀工艺研究论文_吴天和

梧州三和新材料科技有限公司 广西梧州 543000

摘要:在如今市场上,镁合金电镀有着广泛的需求,如今对镁合金进行电镀的工艺已经能够大量的生产,并且电镀质量也有了可靠的保证,但是想要对电镀新工艺进一步的推广,仍然面临着很多困难。而本文则主要从其生产工艺地进行讨论,谈及了镁合金镀层具体的结构以及表现形式。通过脉冲电流法直接进行电镀镍之后,通过电沉积等操作,使镀层金属具有更加优良的结合力,耐腐蚀性能也更加优异。

关键词:镁合金;电镀工艺;耐腐蚀性;电化学

作为一种早期就被发现的轻金属,镁合金在许多方面,许多行业都被广泛应用。在合金这一类别中镁合金的使用比例并不低,甚至可以说是很高。但是一直以来都面临一个严重的问题,那就是镁合金的耐蚀性极差,在使用镁合金之前必须根据使用环境的情况,对其表面进行处理。为了减少此类的麻烦,以前的人们使用功能性镀层来提高镁合金镀层的装饰性,耐磨性,可焊接性以及耐热性能等。本文主要探究了镁合金的新型电镀工艺,希望能够为有关工作人员提供一定的帮助。

1具体的处理方法

1.1 镁合金电沉积方法

在镁合金表面的镍镀层获得结合力并且防护装饰性能优良,研究了一种新工艺可以在镁合金表面直接电镀镍,之后再通过对镁合金进行电沉积的方法,而达到电镀的目的。以下是以往使用的三种镁合金电沉积方法:一是将块状镁合金放入锌之中进行处理,然后使用氰化物预镀铜,再进行后续的电处理。虽然这种方法也可以得到较好的镀层,但是整体工艺繁杂错乱,对人力的消耗比较花费。而且氰化物是有剧毒的,对环境污染大,应用受到较大的限制。二是直接对镁合金表面使用化学镀镍,然后在这一基础上,沉积其他金属,这种方法虽然不简略容易操作,但是它的镀层与基底结合力比较差,而且产品的质量是不受控制的,催化剂寿命短,花费的成本比较高。

1.2 工艺流程

将试样的每一级都用金相砂纸打磨至镜面光亮后。在30~60摄氏度下使用氢氧化钠30~80g/L,磷酸钠10~20g/L的溶液中3~10分钟进行化学除油将油脂和污物从镁合金的表面除去。为了进一步的出去试样表面的氧化物,将试样放在含有醋酸250~300ml/L,硝酸钠20~50g/L的溶液中浸泡0.5~3分钟。为了更进一步的除去样品表面的氧化物和酸洗后残留在样品上的化学试剂,将试样放再含有磷酸200ml/L,氟氨酸100g/L的溶液中活化0.5~1.5分钟,然后进行预镀镍及电镀镍合金的工作。

2 镁合金电镀之前的处理措施

2.1 镁合金电镀之前需要经过浸锌处理

在镁合金电镀之前需要经过浸锌处理,就是需要去除掉镁合金及其表面产生的氧化膜,同时还需要发生置换反应使得镁合金在电镀之前不被氧化。在镀锌的整体操作过程当中,应当保证浸锌层具备有一定的厚度,使其不影响到镀层以及金属的结合,保证其之间的结合力,能够获取更加均匀且致密的合金层。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆除此之外在操作之后,还应当使得合金表面活化状态较好,使所得的浸锌层更加均匀且致密,但是整个浸锌过程时间应当控制到1~10秒左右。

2.2 通过化学镀镍法对镁合金进行电镀

想要利用化学镀镍法对镁合金进行化学电镀,就是需要像其中当中加入添加剂,并且通过控制PH,得到化学镀镍层。而在整个操作过程中,其余金属只需要进行除油除锈以及活化等操作。化学镀镍法对镁合金进行电镀,采用了国内生产的全新工艺,通过脉冲电流法先镀镍之后,再进行电沉积能够使得获取的合金表面具有优良的机械结合力。这种电镀方法主要优点就在于能够获取具有更好结合力的镀层,同时镀层的耐腐蚀性更强。

3 对镁合金电镀的大致了解

3.1 电镀液的体系

对电镀液的体系分类可将之分为水溶液以及非水溶液两类,因为对电镀液体系进行研究大部分都在水溶液当中进行。比如说直接进行电镀要镁合金或者是在化学镀镍之后,再向上面镀上铜镍铬组合镀层等。通过在水溶液中进行电镀而获得的镀层,能够使得镁合金耐腐蚀性能及更好的提高。同时,镀层还具有更好的机械结合力,但是在水溶液中进行电镀还有其不利因素,因为镁合金如果在水中很容易受到侵蚀,同时镁合金在空气以及水中容易含氧介质发生化学反应,而生成致密的氧化层,使得镀层的机械结合力受到影响。而整个操作过程也较为繁琐复杂,因此如今人们越来越注重在非水溶液中对镁合金进行电镀。

如今对镁合金在非水溶液中进行电镀分为以下三种形式:一是在有机溶剂中,二是在离子溶液中,三是在熔融盐里。通过镁合金在熔融盐中进行电镀,能够使镁合金的耐腐蚀性能进一步增强,通过在适当温度下对其进行热处理能够获取具有更加优良性状的金属镀层,而无数次的电镀经历也能够表明铝锌合金层能够进一步的使镁合金耐腐蚀的性增强,而第二种离子液体其不能够被蒸发变为气体,而在整个电镀过程当中也不会对大气或者环境造成污染,其具备有价格低廉且易制备的优点,因此其能够作为一种优良的替代品替换掉传统溶剂的地位。作为一种不会产生污染环境气体的溶剂,离子液体更容易被人们应用并且使用,使用离子液体作为溶剂进行镁合金的电镀,能够根据不同的电镀效果判断在哪一种离子溶液当中具有更加优良的电镀效果。

3.2 进行电镀的方式

对镁合金进行电镀的方式主要有两种:第一是直流电镀,第二是脉冲电镀。而传统镁合金电镀时,通常采用的方式是直流电镀,通过清洗、活化、浸锌等一系列工艺流程,从而能够实现镁合金电镀的工艺,也能够得到具有更好结合力的致密层。同时在达到了电镀结果同时还能够使化学镍镉步骤进一步的简化。在很长一段时间内,工作人员一直在研究如何通过直流电镀的方式向镁合金表面上镀上镍等金属,而无数的实验数据能够表明:具有相同厚度的电镀镍层比使用化学电镀法镀上的镀层具有更好的抗腐蚀性能,而直流电镀的镍层其抗腐蚀性更加优良,还提高了镁合金的硬度。

而相比于直流电路,通过脉冲电镀的方式进行镁合金的电镀能够进一步的使电沉积过程发生改变,也可以通过使频率、平均电流密度以及波形等参数发生改变,而将电沉积过程在一定范围之内随之发生改变。相比于直流电镀,通过脉冲电镀的方式进行镁合金的电镀,能够使得镁合金表面具有相同颗粒大小的金属还能够更好的去排列,并且一些科学家为了使镀层的防护能力进一步完善。还深入了研究了进行脉冲电镀锌。通过对操作的数据以及参数进行分析,得出了结论。即在脉冲电镀锌条件之下得到的镀层具有更加光亮,还具备有更好的耐腐蚀性能的效果。除此之外,在不含有添加剂的碱性镀锌体系之中,利用脉冲电镀的方法对镁合金进行电镀,能够获得质量更好的镀层。而与此同时,添加进的添加剂的含量也能够进一步的减少,通过研究了如何在镁合金上进行电镀的方式能够得出结论:无论是电流密度的大小还是频率以及电镀的时间,都能够直接影响到镀层的颗粒,大小,厚度,以及相对质量。

4 结束语

因为如今在镁合金电镀方面具有较少的投资,而为了使得到的镁合金镀层能够满足各个领域的需要,就需要电镀过程具备有较为宽松的操作条件。但是对于一些具有较为复杂形状的部件,这种操作无法很好的使镀层更加均匀,并且在电镀之前处理过程当中,因为含有的化合物以及氰化物很容易造成环境破坏,这就需要人们开发出一些更加节能环保的工艺,以满足如今对于节能环保的需求。同时还应当通过脉冲电镀的方法解决传统直流电镀无法完成的工作,帮助镁合金电镀能够进一步的发展。

参考文献:

[1]罗胜联, 戴磊, 周海晖, et al. 镁合金新型电镀工艺研究[J]. 湖南大学:自然科学版, 2006, 33(3).

[2]常立民, 时杰丽. 镁合金基体电镀工艺研究进展[J]. 电镀与精饰, 2010, 32(7):000022-26.

[3]宿辉, 栾柏瑞. AZ91D镁合金表面无铬无氟前处理工艺研究[J]. 电镀与精饰, 2019, 41(01):14-18.

[4]龙小丹. 镁合金表面Ni-P-纳米TiO2复合镀工艺及镀层性能研究[D]. 郑州大学, 2009.

论文作者:吴天和

论文发表刊物:《城镇建设》2019年第15期

论文发表时间:2019/9/17

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