[發明專利]鎂合金摩托車輪轂表面電鍍工藝

有效

• 申請號: 200810028133.4
• 申請日: 2008-05-16
• 公開（公告）號: CN101280445A
• 公開（公告）日: 2008-10-08
• 發明（設計）人: 余剛;肖耀坤;張峰;張資平
• 申請（專利權）人: 廣州杰賽科技股份有限公司;湖南大學
• 主分類號: C25D5/14
• 分類號: C25D5/14;C25D7/04;C25D3/12;C23G1/12;C23C18/18;C23C8/40;C25D3/06;C23F17/00
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司
• 代理人: 趙磊;曾旻輝

技術領域

背景技術

鎂合金具備重量輕、比強度高、抗沖擊減震性等優異性能，被認為是汽車工業中極好的鋁合金替代品。鎂合金應用于汽車工業，可以減輕汽車重量，是降低能耗和減少廢氣排放的一個有效途徑。輪轂是占整車重量較大的部件之一，利用鎂合金作為制造輪轂的材料，可以達到有效減輕車重的目的。目前，由鎂合金制造的輪轂已經大量應用在摩托車上。然而，鎂合金的化學性質非?；顫?，耐蝕性能差，在使用環境中易于發生點蝕和電偶腐蝕等破壞，對于摩托車的安全構成嚴重威脅。因此，腐蝕防護是鎂合金在汽車領域應用時最重要的問題之一。

目前，在鎂合金摩托車輪轂上電鍍金屬組合鍍層，國際上相關的文獻和專利技術報道很少。美國材料實驗協會制定的ASTM?B480-88標準中，建議了兩種在鎂合金表面鍍覆金屬鍍層的方法，即氰化物預鍍銅工藝和直接化學鍍鎳工藝，其工藝流程分別為(1)機械打磨→除油→酸浸蝕→活化→浸鋅→氰化物預鍍銅→化學鍍鎳或電鍍；(2)機械打磨→除油→酸浸蝕→氫氟酸活化→化學鍍鎳→鈍化封孔。鎂合金浸鋅后氰化物鍍銅的預鍍工藝還有Dow工藝、Norskhydro工藝和WCM工藝。為了避免氰化物的使用帶來的人體健康危害和環境污染，后來開發了浸鋅后電鍍鋅或者焦磷酸鹽電鍍銅的預鍍工藝。現有的鎂合金電鍍處理技術雖然可以在鎂合金表面成功地獲得金屬鍍層，但存在以下幾個方面的缺陷和不足：

(1)鎂合金氰化物預鍍銅工藝使用了劇毒的氰化物，對人體健康危害大且污染環境。Dow工藝、Norskhydro工藝和WCM工藝不穩定，操作窗口窄，施鍍后鍍件缺陷多。

(2)鎂合金直接化學鍍鎳工藝使用了含六價鉻Cr(VI)和氫氟酸的前處理溶液，對人體健康危害大且污染環境；化學鍍鎳溶液是一個熱力學不穩定體系，鍍液的使用壽命短，生產成本高。

(3)鎂合金浸鋅后電鍍鋅工藝所獲得的鋅金屬層仍然是一種難鍍金屬，還需要經過特別的預鍍處理后才能進行常規電鍍，如鍍酸銅、亮鎳等。這使鎂合金電鍍處理的工藝流程變得繁瑣，生產成本提高。因此，電鍍鋅層一般作為鎂合金上最終鍍層，不再作其它組合鍍層的電鍍，其防腐蝕效果有限。

(4)鎂合金浸鋅后在焦磷酸鹽溶液中直接電鍍銅，容易出現銅鍍層與鎂合金基底結合力不良。因為焦磷酸根離子對銅離子的絡合能力差，鎂合金基底與金屬銅的電勢相差很大，在焦磷酸鹽溶液中電鍍銅時，基底鎂與銅離子發生劇烈的置換反應，使得銅鍍層與基底的結合力下降。預鍍層的致密性不夠，在鍍酸銅時鍍件腐蝕。

(5)已有文獻報道的鎂合金金屬鍍層鍍覆技術只是實驗室結果，未見鎂合金產品的電鍍工業應用；研究大都集中在鎂合金電鍍的前處理，沒有提出鎂合金組合電鍍技術的完整方案。

發明內容

本發明針對現有鎂合金摩托車輪轂鍍覆金屬鍍層方法的缺陷，提出一種新的電鍍工藝，該工藝可以在鎂合金摩托車輪轂表面獲得結合力強、耐蝕性高的金屬鍍層，同時避免使用對人體健康和環境危害大的氰化物和六價鉻Cr(VI)化合物。

本發明的技術解決方案是：一種鎂合金摩托車輪轂表面電鍍工藝，其特征在于：該工藝流程為：機械拋光→除蠟→堿洗→酸洗→活化→浸鋅→電鍍鎳→焦磷酸鹽鍍銅→電鍍酸銅、半光亮鎳、亮鎳和鉻，其中在上述各步驟間分別用一次水水洗，且電鍍鎳步驟的溶液配方與操作條件為：硫酸鎳(NiSO₄·6H₂O)：100-120g·dm^-3，氟化物(F^-)：1.0-1.5mol·dm^-3，檸檬酸銨((NH₄)₃C₆H₅O₇)：15-20g·dm^-3，糖精鈉：1-3g·dm^-3，pH值：4.8-5.4，陰極電流密度：2-4A·dm^-2，溫度：45-55℃，時間：20-30min。

以下對本發明工藝中各步驟進一步說明：

1、機械拋光。輪轂表面機械拋光是指用磨光、拋光等物理手段消除零件表面上存在的各種表面缺陷，如機械損傷、氧化物、表面夾雜、銹蝕、斑痕，降低鍍前表面粗糙度，為零件鍍覆處理提供一個良好的表面狀態。這對提高鎂合金摩托車輪轂上電鍍層的質量、減少鍍覆過程的不合格品、降低生產成本是至關重要的。