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摘 要：传统的镁合金电镀工艺在电镀前预处理是非常复杂的,进行电镀预处理时需要镀铜、镀锌、还要用到氰化物,对环境污染严重.基于此,本文对镁合金表面电镀前的处理工艺进行了探讨.
关键词：镁合金表面 电镀前 处理工艺
中图分类号：TG146.22 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）04（a）-00-01
1.实验的详细过程
（1）实验需要的材料.本次实验使用AZ91D压铸镁合金作为实验材料,长度为2.0cm,宽度为3.0cm.（2）操作步骤.首先对试样进行打磨脱脂,其次对打磨脱脂后的试样进行超声水洗除油,接着对其进行钝化,再用热水对其进行清洗,最后把样品吹干,进行检查.（3）检测性能.使用高倍显微镜对浸锌层的表面进行观察,主要是看锌层表面是否紧致、细腻、匀称,色泽是否鲜艳.（4）检测镀层的厚度.使用增重法来计算出浸锌的膜重和镀层过后的镀层厚度.（5）检测镀层的粘合程度.通常使用三种方法来检测镀层的粘合度,一是在镀层上面用刀子划出一个小口子,然后使用黏性比较强的胶带粘到开口处,不停的进行扯拉,看电镀层是否会被扯掉.二是把经过镀层的样品用台钳夹住,再使用锉刀在镀层的边缘以45°角不停的进行摩擦,并且是朝着容易把镀层搓起来的方向进行,观察镀层是否会出现脱离现象.三是使用热震法来检测镀层的粘合程度,把经过电镀的样品放到电阻炉里加热一个小时,将其放入冷水中进行冷却,连续上面的操作三次左右,查看一下镀层会不会有掉落、气泡等情况出现.
2.提高电镀效果的方法
2.1 在除油过程中加入超声波
为了让浸锌层比较不容易被腐蚀,我们需要对浸锌层进行除油,考虑到镁合金化学性质比较活跃,除油时要控制好PH度,不要使碱性过高,经过试验证明在对其进行除油时,加入超声波会有更好的效果.
2.2 对镀层进行酸洗
是否对镁合金镀层进行过酸洗是判断其好坏的一个重要标准,酸洗的主要作用就是去除镀层中所含的杂物、表面的一些污垢以及试验样品表层的氧化膜.其目的是为了除去试样表面的氧化膜、金属杂质和已嵌入表面的污垢.经过大量的试验表明,在对样品进行酸洗时选用硝酸会比草酸的效果更好,使用硝酸不仅让浸锌层拥有更好的抗腐蚀效果,而且酸洗后的浸锌层更加的密致均匀.所以进行酸洗时推荐使用硝酸.
2.3 使用不同浓度的焦磷酸钾
不同浓度的焦磷酸钾,会直接的影响到镀层的质量.在实际作业中,锌离子和焦磷酸钾同时使用,会产生一层黏粘性非常高的锌模.焦磷酸钾通过和镁合金中的氢氧化镁、氧化镁发生化学反应,就会产生遇水溶解的化合物,所以焦磷酸钾的含量对浸锌层的质量的好坏有着直接的影响.通过大量的实验表明,焦磷酸钾浓度不高时,化学反应的速度就比较慢,形成的锌层表面也会显得非常的不细致,会有很多的小孔存在,反之,当焦磷酸钾的浓度过大时,会使得反应速度过快,产生的浸锌层过于松散,粘合力也很弱,所以焦磷酸钾的浓度只有控制在一个非常好的范围内,才可以取得很好的效果,经过试验发现,当焦磷酸钾的浓度在139g/L时,浸锌时间在50s后,会逐渐的趋于平稳,电位值也非常的正,也就是说,试样的表面这个时候可以形成结构紧密的锌膜,浸锌层也会变的非常牢固.所以,在使用焦磷酸钾时,浓度控制在139g/L,进行时间控制在50s后效果是最好的.
2.4 使用硫酸锌浓度的标准
硫酸锌的浓度也会对浸锌层的牢固程度产生很大的影响.硫酸锌在浸锌液中所占比例的多少,对浸锌层的粘合力和质量水平会产生非常大的影响.实验表明,硫酸锌的浓度不足时,化学反应会非常的快,产生的浸锌层结晶过于粗疏,粘合力也不好,当硫酸锌浓度过高时,化学反应会变慢,反应率不高,同时还会有很多沉淀物产生.经过大量的实验发现,硫酸锌的浓度控制在36g/L的时候,浸锌层很快的就达到了稳定电位,电位也非常正,也就是说,这个时候的试样表面的氧化物已经被溶解了,试样的表层也生成了质地紧致匀称的保护膜.所以,为了使得浸锌层紧致均匀,粘合力大同时不易被腐蚀,硫酸锌的浓度应该把控在36g/L.
2.5 浸锌温度在膜重中的选择
浸锌膜膜重的质量是受到浸锌温度的影响的.浸锌膜的膜重只有在比较合适的温度时才会正常的增加,当温度高于或者低于这一固定温度时,膜重的增加效果都是十分不理想的,而且当温度过高时,溶液中的焦磷酸钾就会出现水解现象,溶液也会蒸发,导致浸锌层结构变差,出现掉落现象.当温度达不到要求时,就会导致在很长的一段时间里也不能产生紧致匀称的浸锌层.经过大量的实验表明,当浸锌温度控制在64.9℃时,试样的表面会迅速的产生一层紧致匀称的锌层,而且这个时候电位平稳,可以很好的增强镁合金电镀层的粘合力.所以,为了保证浸锌膜的质量、提高工作效率我们应使用64.9℃作为浸锌温度.
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2.6 浸锌时间在膜重中的选择
浸锌时间的长短对浸锌膜重也会有一定的影响.膜重会因为不同的浸锌时间而变的不同,实验表明,当浸锌时间为149s时,膜重的状态是最好的,超过149s后,膜重几乎就不再增加了,也就是说在149s时,浸锌层是非常紧致匀称的,这个时候腐蚀电流也没有什么变化了,继续延长浸锌时间也不能再对浸锌的抗腐蚀性有效的提升,反而还会产生不好的结果,时间过短,得到的浸锌层就不具备较好的抗腐蚀性,同时也不够紧致匀称.根据以上试验结果,把浸锌时间定为149s.
2.7 焦磷酸钾镀铜的方法
在电镀金属的时候,要先镀好浸锌过后的镁合金底层,在所有金属里面,铜不仅具有比较和的粘合力,而且还可以保持后镀金属镀层更加匀称,因此铜是不错的预镀底层材料.现在大多数人仍然还是使用氰化物来进行电镀铜,但是氰化物有剧毒,会很大程度的破坏环境,而焦磷酸盐镀铜是现在比较新式的镀铜方式,经实验表明,使用焦磷酸盐直接在经过浸锌后的镁合金上面进行镀铜,镀层色彩艳丽,均匀细致,抗震、抗刮、不存在气泡掉落的现象,粘合力非常的高,是一种非常好的镀铜方法,同时它也是一种非常环保的电镀工艺.经过试验表明,焦磷酸盐镀铜是值得我们大力提倡的.
3.结语
综上所述,本文探讨了对镁合金进行浸锌的时需要注意的一系列问题,同时也引入并探讨了焦磷酸盐镀铜的这种比较新型环保的镀铜工艺.通过使用新型的电镀工艺,我们可以在一个更加健康环保的环境中使用镁合金,使它在航天事业、汽车工业、军事行业、电子行业等行业应用中,更好的发挥出它的效用.
参考文献
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镀层厚度测试引用文献:
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