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简化工艺流程,降低对环境危害,化学镀镍酸洗活化就这么做!

放大字体  缩小字体发布日期:2019-03-05  浏览次数:77
核心提示:酸洗可去除镁合金表面的锈迹、氧化皮等,同时粗化表面,提高基体与镀层的结合力。

利用酸溶液去除钢铁表面上的氧化皮和锈蚀物的方法称为酸洗。是清洁金属表面的一种方法。一般将制件浸入硫酸等的水溶液,以除去金属表面的氧化物等薄膜。是118论坛、搪瓷、轧制等工艺的前处理或中间处理。

酸洗可去除镁合金表面的锈迹、氧化皮等,同时粗化表面,提高基体与镀层的结合力。

酸洗包括含铬酸洗和无铬酸洗。

1 含铬酸洗

含铬酸洗液通常以CrO为主要成分,具有很强的氧化性。

CrO3酸洗后,中温下对AZ91D镁合金进行化学镀镍,极化曲线显示,镀层的腐蚀电位高于基体,腐蚀速率明显降低。

研究含铬酸洗液对镀层性能的影响,确定了最佳的酸洗工艺为:240g/LCrO3,40mL/LHNO3,酸洗时间30S。

含铬酸洗液具有良好的刻蚀效果,且不会对镁合金基体造成较大的过腐蚀,应用较多,但铬酐是剧毒物质,对环境及人体健康都存在严重的影响,故无铬酸洗成为酸洗工艺的研究趋势。

2

无铬酸洗

无铬酸洗液包括酸性酸洗液及碱性刻蚀液。无机酸中,硝酸对镁合金的刻蚀作用最好,磷酸稍差,硫酸不宜。

采用无铬的酸洗液(H3PO4200mL/L、Na2MoO4·2H2O5g/L)在45℃下处理5~10S,活化后酸洗并化学镀镍,得到了耐蚀性良好的NiP镀层。

以硝酸十磷酸代替含铬酸洗液,开发了一种无铬、低氟的镁合金化学镀镍工艺。

 


 

图1为酸洗工艺1(CrO125g/L,68%HNO3110mL/L,室温处理30-60S)和工艺2(68%HNO330g/L,85%H3PO4,室温处理30~40S)的酸洗效果比较,可知工艺2处理后,镁合金获得了更好的腐蚀形貌,增加了镀层和基底间的结合力。

对比了3种无铬酸洗液对AZ91D镁合金的酸洗效果,发现以HNO3+H3PO4为酸洗液时,既可充分去除氧化皮,粗糙表面,又不会对基体造成过腐蚀,见图2。

在磷酸酸洗液中加入氟化钾、钼酸盐,可抑制磷酸对镁基体的腐蚀,将酸洗液中的磷量降低至20~40mL/L,也有较好的酸洗效果。碱性刻蚀液主要以焦磷酸盐为主,利用P2O7一与MgO和Mg(OH)2配位形成MgP2Or,使镁合金基体被均相刻蚀.以获得良好镀层。

无铬酸洗工艺已引起了大家的关注,但目前大多研究仍停留在试验阶段,既能除去锈渍、氧化层。粗化镁合金表面,又不对基体产生过腐蚀的工艺还需进一步探索。

活化

活化的目的是去除氧化膜,并在镁合金表面生成新膜层膜层一般是MgF2、MgO混合物,MgF2保护基体,MgO能促进镍的沉积。

镁合金活化分为含氟活化,无氟活化。

① 含氟活化

使用HF(40%370mL/L),室温下对镁合金进行活化,可提高Ni—P镀层的耐蚀性能。

对比3种活化液对镁合金的处理效果,发现镁合金经NH4H2PO480~100g/L、NH4F30-50g/L活化处理后,所得镀镍层均匀细致.镀层结合力良好,白腐蚀电位较基体提高了1.1v。

含氟活化易于控制,效果好,但HF对人体和环境非常不利。

② 无氟活化

采用Na2MoO4、NaOH取代酸性含氟活化液,在室温、pH≥12条件下获得了耐腐蚀、结合力好的Ni—P镀层。植酸(CHl8O24P6)是一种新型、环保的金属表面处理剂.研究发现经植酸处理后,膜层的电化学性能得到改善,腐蚀速率降低。

研究植酸活化处理工艺,指植酸处理后,镁合金的耐蚀性能显著提高,确定了最佳活化工艺为:植酸20g/L,0=500C,pH=8,t=25min。

目前使用氢氟酸或以氟化钠、氟化氢铵等氟化物代替氢氟酸的低氟工艺较多,F一能刻蚀基体,并能与镁合金生成MgF2保护基体,故使用较多但氟也是环境保护必需严格控制的元素,其含量增加必将对生态环境造成严重影响,而真正有效的无氟活化工艺是未来的研究趋势。

3 酸洗活化一步法

为了简化步骤,提高效率,研究者们将酸洗和活化一步完成。开发了以磷酸盐和高锰酸盐为主的一步法工艺,在镁合金表面形成了均匀、细致的磷酸盐膜,经化学镀镍后,镀层的致密性和结合力均得到了改善。3uJ在0=25、pH=2的条件下,对3PO4、H3BO3、NH4HF2混合液处理后的AZ91D镁合金直接进行化学镀镍,也获得了耐腐蚀镀层。

以醋酸和硝酸钠为酸洗液,对AZ91D镁合金进行酸洗,在基体表面形成了银色蜂窝状膜层,提高了镀层的结合力。

酸洗活化一步法简化了工艺流程,并且多采用无铬、低氟配比的实验条件,降低了对环境和人体的危害.减少试剂消耗和后续处理步骤,节省了成本,但一步酸洗活化的效果、工艺的稳定性、适范围及镀层性能等,还有待进一步提高。

讲了这么多,关于化学镀镍酸洗活化方法您明白了吗?

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