鎂合金表面電鍍前的處理工藝

摘要：傳統(tǒng)的鎂合金電鍍工藝在電鍍前預(yù)處理是非常復(fù)雜的，進(jìn)行電鍍預(yù)處理時(shí)需要鍍銅、鍍鋅、還要用到氰化物，對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重?；诖耍疚膶?duì)鎂合金表面電鍍前的處理工藝進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：鎂合金表面 電鍍前 處理工藝

中圖分類號(hào)：TG146.22文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2013）04（a）-00-01

1 實(shí)驗(yàn)的詳細(xì)過(guò)程

（1）實(shí)驗(yàn)需要的材料。本次實(shí)驗(yàn)使用AZ91D壓鑄鎂合金作為實(shí)驗(yàn)材料，長(zhǎng)度為2.0 cm，寬度為3.0 cm。（2）操作步驟。首先對(duì)試樣進(jìn)行打磨脫脂，其次對(duì)打磨脫脂后的試樣進(jìn)行超聲水洗除油，接著對(duì)其進(jìn)行鈍化，再用熱水對(duì)其進(jìn)行清洗，最后把樣品吹干，進(jìn)行檢查。（3）檢測(cè)性能。使用高倍顯微鏡對(duì)浸鋅層的表面進(jìn)行觀察，主要是看鋅層表面是否緊致、細(xì)膩、勻稱，色澤是否鮮艷。（4）檢測(cè)鍍層的厚度。使用增重法來(lái)計(jì)算出浸鋅的膜重和鍍層過(guò)后的鍍層厚度。（5）檢測(cè)鍍層的粘合程度。通常使用三種方法來(lái)檢測(cè)鍍層的粘合度，一是在鍍層上面用刀子劃出一個(gè)小口子，然后使用黏性比較強(qiáng)的膠帶粘到開口處，不停的進(jìn)行扯拉，看電鍍層是否會(huì)被扯掉。二是把經(jīng)過(guò)鍍層的樣品用臺(tái)鉗夾住，再使用銼刀在鍍層的邊緣以45 °角不停的進(jìn)行摩擦，并且是朝著容易把鍍層搓起來(lái)的方向進(jìn)行，觀察鍍層是否會(huì)出現(xiàn)脫離現(xiàn)象。三是使用熱震法來(lái)檢測(cè)鍍層的粘合程度，把經(jīng)過(guò)電鍍的樣品放到電阻爐里加熱一個(gè)小時(shí)，將其放入冷水中進(jìn)行冷卻，連續(xù)上面的操作三次左右，查看一下鍍層會(huì)不會(huì)有掉落、氣泡等情況出現(xiàn)。

2 提高電鍍效果的方法

2.1 在除油過(guò)程中加入超聲波

為了讓浸鋅層比較不容易被腐蝕，我們需要對(duì)浸鋅層進(jìn)行除油，考慮到鎂合金化學(xué)性質(zhì)比較活躍，除油時(shí)要控制好PH度，不要使堿性過(guò)高，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)證明在對(duì)其進(jìn)行除油時(shí)，加入超聲波會(huì)有更好的效果。

2.2 對(duì)鍍層進(jìn)行酸洗

是否對(duì)鎂合金鍍層進(jìn)行過(guò)酸洗是判斷其好壞的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)，酸洗的主要作用就是去除鍍層中所含的雜物、表面的一些污垢以及試驗(yàn)樣品表層的氧化膜。其目的是為了除去試樣表面的氧化膜、金屬雜質(zhì)和已嵌入表面的污垢。經(jīng)過(guò)大量的試驗(yàn)表明，在對(duì)樣品進(jìn)行酸洗時(shí)選用硝酸會(huì)比草酸的效果更好，使用硝酸不僅讓浸鋅層擁有更好的抗腐蝕效果，而且酸洗后的浸鋅層更加的密致均勻。所以進(jìn)行酸洗時(shí)推薦使用硝酸。

2.3 使用不同濃度的焦磷酸鉀

不同濃度的焦磷酸鉀，會(huì)直接的影響到鍍層的質(zhì)量。在實(shí)際作業(yè)中，鋅離子和焦磷酸鉀同時(shí)使用，會(huì)產(chǎn)生一層黏粘性非常高的鋅模。焦磷酸鉀通過(guò)和鎂合金中的氫氧化鎂、氧化鎂發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，就會(huì)產(chǎn)生遇水溶解的化合物，所以焦磷酸鉀的含量對(duì)浸鋅層的質(zhì)量的好壞有著直接的影響。通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)表明，焦磷酸鉀濃度不高時(shí)，化學(xué)反應(yīng)的速度就比較慢，形成的鋅層表面也會(huì)顯得非常的不細(xì)致，會(huì)有很多的小孔存在，反之，當(dāng)焦磷酸鉀的濃度過(guò)大時(shí)，會(huì)使得反應(yīng)速度過(guò)快，產(chǎn)生的浸鋅層過(guò)于松散，粘合力也很弱，所以焦磷酸鉀的濃度只有控制在一個(gè)非常好的范圍內(nèi)，才可以取得很好的效果，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)焦磷酸鉀的濃度在139 g/L時(shí)，浸鋅時(shí)間在50 s后，會(huì)逐漸的趨于平穩(wěn)，電位值也非常的正，也就是說(shuō)，試樣的表面這個(gè)時(shí)候可以形成結(jié)構(gòu)緊密的鋅膜，浸鋅層也會(huì)變的非常牢固。所以，在使用焦磷酸鉀時(shí)，濃度控制在139 g/L，進(jìn)行時(shí)間控制在50 s后效果是最好的。

2.4 使用硫酸鋅濃度的標(biāo)準(zhǔn)

硫酸鋅的濃度也會(huì)對(duì)浸鋅層的牢固程度產(chǎn)生很大的影響。硫酸鋅在浸鋅液中所占比例的多少，對(duì)浸鋅層的粘合力和質(zhì)量水平會(huì)產(chǎn)生非常大的影響。實(shí)驗(yàn)表明，硫酸鋅的濃度不足時(shí)，化學(xué)反應(yīng)會(huì)非常的快，產(chǎn)生的浸鋅層結(jié)晶過(guò)于粗疏，粘合力也不好，當(dāng)硫酸鋅濃度過(guò)高時(shí)，化學(xué)反應(yīng)會(huì)變慢，反應(yīng)率不高，同時(shí)還會(huì)有很多沉淀物產(chǎn)生。經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，硫酸鋅的濃度控制在36 g/L的時(shí)候，浸鋅層很快的就達(dá)到了穩(wěn)定電位，電位也非常正，也就是說(shuō)，這個(gè)時(shí)候的試樣表面的氧化物已經(jīng)被溶解了，試樣的表層也生成了質(zhì)地緊致勻稱的保護(hù)膜。所以，為了使得浸鋅層緊致均勻，粘合力大同時(shí)不易被腐蝕，硫酸鋅的濃度應(yīng)該把控在36 g/L。

2.5 浸鋅溫度在膜重中的選擇

浸鋅膜膜重的質(zhì)量是受到浸鋅溫度的影響的。浸鋅膜的膜重只有在比較合適的溫度時(shí)才會(huì)正常的增加，當(dāng)溫度高于或者低于這一固定溫度時(shí)，膜重的增加效果都是十分不理想的，而且當(dāng)溫度過(guò)高時(shí)，溶液中的焦磷酸鉀就會(huì)出現(xiàn)水解現(xiàn)象，溶液也會(huì)蒸發(fā)，導(dǎo)致浸鋅層結(jié)構(gòu)變差，出現(xiàn)掉落現(xiàn)象。當(dāng)溫度達(dá)不到要求時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致在很長(zhǎng)的一段時(shí)間里也不能產(chǎn)生緊致勻稱的浸鋅層。經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)浸鋅溫度控制在64.9 ℃時(shí)，試樣的表面會(huì)迅速的產(chǎn)生一層緊致勻稱的鋅層，而且這個(gè)時(shí)候電位平穩(wěn)，可以很好的增強(qiáng)鎂合金電鍍層的粘合力。所以，為了保證浸鋅膜的質(zhì)量、提高工作效率我們應(yīng)使用64.9 ℃作為浸鋅溫度。

2.6 浸鋅時(shí)間在膜重中的選擇

浸鋅時(shí)間的長(zhǎng)短對(duì)浸鋅膜重也會(huì)有一定的影響。膜重會(huì)因?yàn)椴煌慕\時(shí)間而變的不同，實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)浸鋅時(shí)間為149 s時(shí)，膜重的狀態(tài)是最好的，超過(guò)149 s后，膜重幾乎就不再增加了，也就是說(shuō)在149 s時(shí)，浸鋅層是非常緊致勻稱的，這個(gè)時(shí)候腐蝕電流也沒(méi)有什么變化了，繼續(xù)延長(zhǎng)浸鋅時(shí)間也不能再對(duì)浸鋅的抗腐蝕性有效的提升，反而還會(huì)產(chǎn)生不好的結(jié)果，時(shí)間過(guò)短，得到的浸鋅層就不具備較好的抗腐蝕性，同時(shí)也不夠緊致勻稱。根據(jù)以上試驗(yàn)結(jié)果，把浸鋅時(shí)間定為149 s。

2.7 焦磷酸鉀鍍銅的方法

在電鍍金屬的時(shí)候，要先鍍好浸鋅過(guò)后的鎂合金底層，在所有金屬里面，銅不僅具有比較和的粘合力，而且還可以保持后鍍金屬鍍層更加勻稱，因此銅是不錯(cuò)的預(yù)鍍底層材料。現(xiàn)在大多數(shù)人仍然還是使用氰化物來(lái)進(jìn)行電鍍銅，但是氰化物有劇毒，會(huì)很大程度的破壞環(huán)境，而焦磷酸鹽鍍銅是現(xiàn)在比較新式的鍍銅方式，經(jīng)實(shí)驗(yàn)表明，使用焦磷酸鹽直接在經(jīng)過(guò)浸鋅后的鎂合金上面進(jìn)行鍍銅，鍍層色彩艷麗，均勻細(xì)致，抗震、抗刮、不存在氣泡掉落的現(xiàn)象，粘合力非常的高，是一種非常好的鍍銅方法，同時(shí)它也是一種非常環(huán)保的電鍍工藝。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)表明，焦磷酸鹽鍍銅是值得我們大力提倡的。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文探討了對(duì)鎂合金進(jìn)行浸鋅的時(shí)需要注意的一系列問(wèn)題，同時(shí)也引入并探討了焦磷酸鹽鍍銅的這種比較新型環(huán)保的鍍銅工藝。通過(guò)使用新型的電鍍工藝，我們可以在一個(gè)更加健康環(huán)保的環(huán)境中使用鎂合金，使它在航天事業(yè)、汽車工業(yè)、軍事行業(yè)、電子行業(yè)等行業(yè)應(yīng)用中，更好的發(fā)揮出它的效用。

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