[發(fā)明專利]一種活化溶液及其在鎂合金化學(xué)鍍鎳層中的應(yīng)用

有效

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• 申請日: 2013-11-29
• 公開（公告）號(hào): CN103668132A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃光孫;田普科;李圭鐸;張楠;賈旭洲;郗小剛;關(guān)躍強(qiáng);張璇
• 申請（專利權(quán)）人: 西安空間無線電技術(shù)研究所
• 主分類號(hào): C23C18/30
• 分類號(hào): C23C18/30;C23C18/32
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 安麗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于表面工程領(lǐng)域，涉及一種鎂合金化學(xué)鍍鎳層的活化處理方法。

背景技術(shù)

衛(wèi)星有效載荷產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)“輕量化”是其一個(gè)重要發(fā)展目標(biāo)，對個(gè)單機(jī)產(chǎn)品的重量都有極為嚴(yán)格的要求。采用輕型材料（如鋁合金、鎂合金等）設(shè)計(jì)加工結(jié)構(gòu)件是實(shí)現(xiàn)“輕量化”的有效途徑之一。

目前衛(wèi)星有效載荷產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)部件（例如各單機(jī)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(jī)械性能：密度低（約為1.7g/cm³）、比強(qiáng)度高，減震性好、能承受較大的沖擊震動(dòng)負(fù)荷，磁屏蔽性能優(yōu)良，且易于切削加工、易于鑄造、導(dǎo)電導(dǎo)熱性好等；為達(dá)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(jié)構(gòu)材料。

但鎂及鎂合金是一種難于直接進(jìn)行電鍍或化學(xué)鍍的金屬，即使在大氣環(huán)境下，鎂合金表面也會(huì)迅速形成一層疏松惰性氧化膜，影響與鍍層的結(jié)合強(qiáng)度。同時(shí)，由于鎂的電極電位很低（-2.34V，相對標(biāo)準(zhǔn)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(shí)，易形成腐蝕微電池，導(dǎo)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(shí)，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(dǎo)電、焊接、散熱等性能。總之，鎂合金材料的廣泛應(yīng)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(jié)構(gòu)材料發(fā)展應(yīng)用的一個(gè)趨勢。隨著鎂合金電鍍表面處理技術(shù)的不斷完善和成熟，鎂合金材料在航天產(chǎn)品上的應(yīng)用將越來越廣泛。

鎂合金鍍金、鍍銀，一般都采用化學(xué)鍍鎳作為底鍍層。化學(xué)鍍鎳層可以有效提高鎂合金鍍銀、鍍金產(chǎn)品的耐蝕性。

鎂合金化學(xué)鍍鎳后為了去除鍍層應(yīng)力和提高鍍層結(jié)合力，需要在高溫下進(jìn)行熱處理。在熱處理后化學(xué)鍍鎳層表面會(huì)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(xué)鍍鎳層進(jìn)行活化處理。

所謂活化處理，就是將化學(xué)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(huì)導(dǎo)致后續(xù)鍍層（鍍銅、鍍銀、鍍金）的結(jié)合力下降，甚至起皮、鼓泡。化學(xué)鍍鎳層的活化處理的質(zhì)量對后續(xù)鍍覆層的結(jié)合力等有著直接的影響。

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(jìn)行鎂合金表面化學(xué)鍍鎳層的活化。由于化學(xué)鍍鎳層厚度在低于25微米時(shí)，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(shí)，還會(huì)透過孔隙對鎂合金基體產(chǎn)生腐蝕，這導(dǎo)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(dǎo)致后續(xù)鍍層（鍍銀、鍍金等）的結(jié)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

本發(fā)明解決的技術(shù)問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種活化溶液及其在鎂合金化學(xué)鍍鎳層中的應(yīng)用，解決鎂合金表面化學(xué)鍍鎳層的活化問題，避免因活化過程導(dǎo)致鎂合金基體腐蝕及表面鍍層起泡現(xiàn)象，提高了鍍層結(jié)合力、鍍層質(zhì)量和產(chǎn)品電鍍合格率。

本發(fā)明的技術(shù)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。

一種如權(quán)利要求1所述的活化溶液在鎂合金化學(xué)鍍鎳層中的應(yīng)用，步驟如下：

1）采用丙酮或乙醇對鎂合金化學(xué)鍍鎳層進(jìn)行浸泡，或采用超聲對鎂合金化學(xué)鍍鎳層進(jìn)行清洗，去除化學(xué)鍍鎳層表面被污染的油污；

2）將步驟1）浸泡清洗后的鎂合金化學(xué)鍍鎳層自然晾干；

3）采用強(qiáng)堿性除油溶液，對鎂合金化學(xué)鍍鎳層表面作二次除油；

4）采用二級(jí)或多級(jí)流動(dòng)水對二次除油鎂合金化學(xué)鍍鎳層表面進(jìn)行清洗；

5）利用權(quán)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(xué)鍍鎳層在15℃～35℃下進(jìn)行活化處理1～10min；

6）將步驟5）獲得的活化處理后的鎂合金化學(xué)鍍鎳層進(jìn)行鍍銅、鍍銀、鍍金等后續(xù)鍍層操作。

步驟3）強(qiáng)堿性除油溶液為氫氧化鈉和磷酸鈉的混合溶液。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：

（1）本發(fā)明的鎂合金表面化學(xué)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。

（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(xué)鍍鎳層上后續(xù)鍍覆層的結(jié)合力及質(zhì)量。鎂合金化學(xué)鍍鎳層表面的后續(xù)電鍍層（銀、金），經(jīng)過220℃的熱震結(jié)合力試驗(yàn)，表面鍍層無起泡、起皮、脫落等現(xiàn)象。