一種活化溶液及其在鎂合金化學鍍鎳層中的應用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明一種活化溶液及其在鎂合金化學鍍鎳層中的應用；該活化溶液中溶質(zhì)包括檸檬酸、焦磷酸鉀、氟化氫銨；檸檬酸的濃度為30～120g/L，焦磷酸鉀的濃度為10～60g/L，氟化氫銨的濃度為10～100g/L；利用該溶液對鎂合金化學鍍鎳層進行處理的過程為：采用丙酮或乙醇浸泡或超聲對鎂合金化學鍍鎳層進行清洗；將清洗后的鎂合金化學鍍鎳層自然晾干；采用強堿性除油溶液，對鎂合金化學鍍鎳層表面作二次除油；采用二級或多級流動水對二次除油鎂合金化學鍍鎳層表面進行清洗；利用活化溶液對清洗后的鎂合金化學鍍鎳層在15℃～35℃下進行活化處理1～10min；將活化處理后的鎂合金化學鍍鎳層進行鍍銅、鍍銀、鍍金等后續(xù)鍍層操作。
【專利說明】一種活化溶液及其在鎂合金化學鍍鎳層中的應用
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于表面工程領域，涉及一種鎂合金化學鍍鎳層的活化處理方法。
【背景技術】
[0002]衛(wèi)星有效載荷產(chǎn)品實現(xiàn)“輕量化”是其一個重要發(fā)展目標，對個單機產(chǎn)品的重量都有極為嚴格的要求。采用輕型材料(如鋁合金、鎂合金等)設計加工結構件是實現(xiàn)“輕量化”的有效途徑之一。
[0003]目前衛(wèi)星有效載荷產(chǎn)品的結構部件(例如各單機的外殼)，其材料主要為鋁合金，鋁合金的密度約為2.7g/cm3。而鎂及其合金具有許多優(yōu)良的物理和機械性能:密度低(約為1.7g/cm3)、比強度高，減震性好、能承受較大的沖擊震動負荷，磁屏蔽性能優(yōu)良，且易于切削加工、易于鑄造、導電導熱性好等；為達到減輕產(chǎn)品重量，部分產(chǎn)品更希望使用鎂合金材料作為結構材料。
[0004]但鎂及鎂合金是一種難于直接進行電鍍或化學鍍的金屬，即使在大氣環(huán)境下，鎂合金表面也會迅速形成一層疏松惰性氧化膜，影響與鍍層的結合強度。同時，由于鎂的電極電位很低(-2.34V，相對標準氫電極)，易于發(fā)生電偶腐蝕，在電解質(zhì)中與其它金屬接觸時，易形成腐蝕微電池，導致鎂合金表面被腐蝕。因此，首先要解決鎂合金的防腐問題；同時，航天有效載荷電子產(chǎn)品對各性能要求較高，除了防腐要求之外，表面還需要鍍金、鍍銀處理，以提高產(chǎn)品的導電、焊接、散熱等性能?？傊V合金材料的廣泛應用是國內(nèi)外工業(yè)發(fā)展的趨勢，也是衛(wèi)星有效載荷產(chǎn)品未來 結構材料發(fā)展應用的一個趨勢。隨著鎂合金電鍍表面處理技術的不斷完善和成熟，鎂合金材料在航天產(chǎn)品上的應用將越來越廣泛。
[0005]鎂合金鍍金、鍍銀，一般都采用化學鍍鎳作為底鍍層?；瘜W鍍鎳層可以有效提高鎂合金鍍銀、鍍金產(chǎn)品的耐蝕性。
[0006]鎂合金化學鍍鎳后為了去除鍍層應力和提高鍍層結合力，需要在高溫下進行熱處理。在熱處理后化學鍍鎳層表面會產(chǎn)生少量的氧化物，因此，在鍍銀或鍍金之前需要對鎂合金化學鍍鎳層進行活化處理。
[0007]所謂活化處理，就是將化學鍍鎳層表面的氧化物清除干凈，使之呈現(xiàn)出具有活性的原子態(tài)鍍層表面。如果這些氧化物不清除干凈，則會導致后續(xù)鍍層(鍍銅、鍍銀、鍍金)的結合力下降，甚至起皮、鼓泡?；瘜W鍍鎳層的活化處理的質(zhì)量對后續(xù)鍍覆層的結合力等有著直接的影響。
[0008]目前，國內(nèi)外大多是采用稀鹽酸、稀硫酸、弱酸性的酸鹽等進行鎂合金表面化學鍍鎳層的活化。由于化學鍍鎳層厚度在低于25微米時，鍍層或多或少都存在一些微孔，而上述活化溶液在去除氧化物的同時，還會透過孔隙對鎂合金基體產(chǎn)生腐蝕，這導致活化過程的控制較為困難。經(jīng)常出現(xiàn)活化不充分，氧化物清除不徹底，或者活化處理過程中產(chǎn)生鎂合金基體被腐蝕的現(xiàn)象，導致后續(xù)鍍層(鍍銀、鍍金等)的結合力較差和質(zhì)量不穩(wěn)定，合格率不大于50%。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明解決的技術問題是:克服現(xiàn)有技術的不足，提供了一種活化溶液及其在鎂合金化學鍍鎳層中的應用，解決鎂合金表面化學鍍鎳層的活化問題，避免因活化過程導致鎂合金基體腐蝕及表面鍍層起泡現(xiàn)象，提高了鍍層結合力、鍍層質(zhì)量和產(chǎn)品電鍍合格率。
[0010]本發(fā)明的技術方案是:一種活化溶液，該活化溶液中溶質(zhì)包括檸檬酸、焦磷酸鉀、氟化氫銨；檸檬酸的濃度為30~120g/L，焦磷酸鉀的濃度為10~60g/L，氟化氫銨的濃度為 10 ~100g/L。
[0011]一種如權利要求1所述的活化溶液在鎂合金化學鍍鎳層中的應用，步驟如下:
[0012]I)采用丙酮或乙醇對鎂合金化學鍍鎳層進行浸泡，或采用超聲對鎂合金化學鍍鎳層進行清洗，去除化學鍍鎳層表面被污染的油污；
[0013]2)將步驟I)浸泡清洗后的鎂合金化學鍍鎳層自然晾干；
[0014]3)采用強堿性除油溶液，對鎂合金化學鍍鎳層表面作二次除油；
[0015]4)采用二級或多級流動水對二次除油鎂合金化學鍍鎳層表面進行清洗；
[0016]5)利用權利要求1所述的活化溶液對步驟4)得到的清洗后的鎂合金化學鍍鎳層在15°C~35°C下進行活化處理1~10min ；
[0017]6)將步驟5)獲得的活化處理后的鎂合金化學鍍鎳層進行鍍銅、鍍銀、鍍金等后續(xù)鍍層操作。
[0018]步驟3)強堿性除油溶液為氫氧化鈉和磷酸鈉的混合溶液。
[0019]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有如下優(yōu)點:
[0020](I)本發(fā)明的鎂合金表面化學鍍鎳層的活化處理方法，工藝簡單，工藝參數(shù)范圍較寬，過程控制更容易。
[0021](2)本發(fā)明的活化工藝方法，質(zhì)量可靠，能有效提高了鎂合金化學鍍鎳層上后續(xù)鍍覆層的結合力及質(zhì)量。鎂合金化學鍍鎳層表面的后續(xù)電鍍層(銀、金)，經(jīng)過220°C的熱震結合力試驗，表面鍍層無起泡、起皮、脫落等現(xiàn)象。
[0022](3)本工藝對化學鍍鎳層具有很好的活化作用，而對鎂合金基體的腐蝕性很小，克服了傳統(tǒng)的鹽酸、硫酸或酸鹽等活化工藝存在的質(zhì)量不穩(wěn)定以及容易產(chǎn)生鎂基體腐蝕等問題，進一步提高了鎂合金化學鍍鎳層上后續(xù)鍍覆層的結合力及鍍層質(zhì)量，合格率達到98%以上。適用于各種鎂合金基材表面化學鍍鎳層的活化，可以顯著提高后續(xù)鍍層(銅、銀、金)的結合力，確保產(chǎn)品的質(zhì)量，具有廣闊的市場應用前景。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為鎂合金化學鍍鎳層活化處理的工藝流程。
【具體實施方式】
[0024]根據(jù)鎂合金的化學特性，通過研究和實驗，本發(fā)明提出了針對鎂合金化學鍍鎳層的新型活化液和工藝方法。該活化液既能對化學鍍鎳層進行活化，又可以防止鎂合金基體被腐蝕，確保后續(xù)鍍層(鍍銀、鍍金等)的結合力良好和質(zhì)量穩(wěn)定。
[0025]實例1:將鎂合金化學鍍鎳的樣件，在濃度為30g/L的檸檬酸、濃度為10g/L的焦磷酸鉀、濃度為10g/L的氟化氫銨的混合溶液中，在15°C下處理Imin后，進行鍍銅鍍銀(Cu4AglO)。電鍍后采用220°C的熱震結合力試驗，在5 — 8倍放大鏡下檢查，未見鍍層起泡、起皮、脫落等現(xiàn)象，說明鍍層的結合力良好。
[0026]實例2:在濃度為70g/L的檸檬酸、濃度為40g/L的焦磷酸鉀、濃度為60g/L的氟化氫銨的混合溶液中，在20°C下處理5min后，進行鍍銅鍍銀(Cu4AglO)。電鍍后采用220°C的熱震結合力試驗，在5 - 8倍放大鏡下檢查，未見鍍層起泡、起皮、脫落等現(xiàn)象，說明鍍層的結合力良好。
[0027]實例3:在濃度為120g/L的檸檬酸、濃度為60g/L的焦磷酸鉀、濃度為100g/L的氟化氫銨的混合溶液中，在35°C下處理IOmin后，然后進行鍍銅鍍銀(Cu4AglO)。電鍍后采用220°C的熱震結合力試驗，在5 — 8倍放大鏡下檢查，未見鍍層起泡、起皮、脫落等現(xiàn)象，說明鍍層的結合力良好。
[0028]表1鎂合金化學鍍鎳層活化效果比較[0029]
【權利要求】
1.一種活化溶液，其特征在于:該活化溶液中溶質(zhì)包括檸檬酸、焦磷酸鉀、氟化氫銨；檸檬酸的濃度為30~120g/L，焦磷酸鉀的濃度為10~60g/L，氟化氫銨的濃度為10~100g/Lo
2.一種如權利要求1所述的活化溶液在鎂合金化學鍍鎳層中的應用，其特征在于步驟如下: 1)采用丙酮或乙醇對鎂合金化學鍍鎳層進行浸泡，或采用超聲對鎂合金化學鍍鎳層進行清洗，去除化學鍍鎳層表面被污染的油污； 2)將步驟I)浸泡清洗后的鎂合金化學鍍鎳層自然晾干； 3)采用強堿性除油溶液，對鎂合金化學鍍鎳層表面作二次除油； 4)采用二級或多級流動水對二次除油鎂合金化學鍍鎳層表面進行清洗； 5)利用權利要求1所述的活化溶液對步驟4)得到的清洗后的鎂合金化學鍍鎳層在15°C~35°C下進行活化處理I~IOmin ； 6)將步驟5)獲得的活化處理后的鎂合金化學鍍鎳層進行鍍銅、鍍銀、鍍金等后續(xù)鍍層操作。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種活化溶液在鎂合金化學鍍鎳層中的應用，其特征在于:步驟3)強堿性除油溶液`為氫氧化鈉和磷酸鈉的混合溶液。
【文檔編號】C23C18/30GK103668132SQ201310635166
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年11月29日 優(yōu)先權日:2013年11月29日
【發(fā)明者】黃光孫, 田普科, 李圭鐸, 張楠, 賈旭洲, 郗小剛, 關躍強, 張璇 申請人:西安空間無線電技術研究所