[发明专利]一步酸洗活化的镁合金表面镀前处理工艺

说明书

技术领域

本发明属于金属腐蚀和防护领域，具体涉及一种镁合金一步酸洗活化电镀或化学镀前的表面处理方法。

背景技术

镁合金被誉为21世纪的绿色金属结构材料，具有密度低、比强度和比刚度高且阻尼性、切削性、铸造性能优越，在汽车工业、航天航空工业、电子工业上得到了日益广泛的应用。镁原料丰富，在自然资源中处于第八位，但作为结构材料，其耐蚀性差制约了它更广泛的使用的主要原因。

镁的标准电极电势为-2.34V，具有很高的反应活性，在空气或溶液中，镁合金会很快生成一层极薄的钝化膜，从而导致电镀或化学镀时金属镀层与镁基底附着力不强，达不到使用要求，此外根据对镁合金材料金属组织的观察可知，镁合金是由纯度较高的镁而形成α相，及由合金成份而形成的β相构成，其中β相分布不均匀且电势高于α相，故镁合金表面电势分布不均，在处理液中容易发生电偶腐蚀使得镁合金表面电镀或化学镀变得困难，因此欲获得具有良好结合力的金属镀层，在电镀和化学镀前必需先对镁合金材料进行特殊的前处理以除去表面的钝化膜和偏析层，以便得到一个均匀、干净的表面。

目前基于镁合金电镀或化学镀的表面前处理常用方法有：Dow1^[1]公司开发的浸锌法工艺，主要流程为：除油→阳极清洗→酸蚀→酸活化→浸锌→氰化镀铜。在此基础上，已不断进行改进，如Olsen^[2]提出的Norsk-Hydro工艺：除油→酸蚀→碱处理→浸锌→氰化镀铜，Dennis^[3]提出了WCM工艺：除油→酸蚀→酸活化→浸锌→氰化镀铜。这些前处理工艺大部分含有除油、酸洗、活化、浸锌四个主要步骤，工艺比较繁琐复杂，镀液中含有剧毒氰化物，产生的废液处理费用高。

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Mizunari^[4]在发明专利JP Pat，2003073843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^[5]等在专利CN 1699634A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，杨异^[6]等人在专利CN 1737205A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^[7]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，酸洗与活化溶液中含有对人体和环境有害的铬离子和氟离子，为此李远发^[8]在专利CN 1584127中发明了一种新的镁合金表面活化工艺，但未见具体的电镀实例说明，此外此活化工艺复杂包括机械粗化、电解除油、化学活化液活化三个步骤而且对机械粗化步骤要求去严格需用专门的研磨液增加处理难度，电解除油增加生产成本。周婉秋^[9]等人在专利CN 1084145A镁合金上电镀锌的方法中用无铬碱浸蚀的前处理工艺经氢氟酸活化后直接进行镀锌，获得比较好的镀锌层，但此活化工艺中仍用大量剧毒氢氟酸。

近年来，迫于环境保护的需要，工艺简单、环保的镁合金电镀前处理工艺的开发越来越受到重视，希望能够开发出一种无铬无氟化氢的前处理工艺来满足现代化的得清洁节能的生产要求。

发明内容

本发明的目的旨在针对现有技术的缺陷，提供一种镁合金表面镀前处理工艺，可有效地简化镁合金电镀前处理工艺，提高环保性能，在能得到具有良好结合力和高耐蚀性的预镀层的同时，还能降低生产的成本，提高经济效益，避免环境污染。

本发明的目的是通过下述方式实现的：

所述的表面处理步骤包括：碱洗、酸洗活化，在酸洗活化过程中所使用的酸洗活化液包括磷酸钠22～65g·dm^-3，磷酸31～86g·dm^-3，高锰酸钾10～30g·dm^-3。

所述的表面处理步骤还包括浸锌。

所述的酸洗活化液还含有硫酸锌0.05～1.5g·dm^-3。

所述的酸洗活化液pH为4.0～6.0。

所述的酸洗活化液采用磷酸和氢氧化钠作为pH值调节剂。