專(zhuān)利名稱：一種鎂合金化學(xué)鍍鎳錫磷合金溶液及其處理工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬表面處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及鎂合金表面非電解處理技術(shù)，具體涉及一種鎂合金化學(xué)鍍鎳錫磷合金溶液及處理工藝。
背景技術(shù)：
鎂合金在實(shí)用金屬結(jié)構(gòu)材料中密度最小，能滿足家用電器、通訊電子器件和汽車(chē)輕量化的要求。鎂合金還具有比強(qiáng)度高、比剛度高、阻尼性好、導(dǎo)熱性好以及減振性好等優(yōu)越性能，可以替代鋼、鋁合金、塑料等制件，因而在汽車(chē)、電子、航空航天等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各國(guó)汽車(chē)工業(yè)向安全、環(huán)保、節(jié)能方向發(fā)展，其中最主要的措施之一是使用鎂合金降低汽車(chē)的自重，降低能源消耗和減少污染。鎂合金零件表面化學(xué)鍍不同于鋼鐵零件。由于鎂合金基體的電極電位遠(yuǎn)小于化學(xué)鍍層，所以從耐蝕的角度看，化學(xué)鍍層的保護(hù)作用屬于陰極保護(hù)，鍍層的耐蝕性主要取決于鍍層的致密性。傳統(tǒng)工藝是除油后浸鋅，再電鍍銅，最后化學(xué)鍍鎳，這種工藝復(fù)雜，成本高而效率低。其工藝流程為鎂合金表面脫脂并除去氧化膜一7jC洗一浸鋅一7jC洗一氰化鍍銅一堿性化學(xué)鍍一水洗-烘干。改進(jìn)后的工藝流程為鎂合金表面脫脂并除去氧化膜一7jC洗一浸鉻酸及硝酸混合液一7jC洗一浸氫氟酸一7jC洗一堿性化學(xué)鍍一水洗-烘干。這個(gè)工藝過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)單，但是所用的主鹽是堿式碳酸鎳或難溶的乙酸鎳，成本較高，堿式碳酸鹽比硫酸鎳的原料價(jià)格高3倍以上。用硫酸鎳代替堿式碳酸鎳可有效地降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種低成本的鎂合金化學(xué)鍍鎳錫磷合金溶液及其處理工藝。為了實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明采取如下的技術(shù)解決方案得以實(shí)現(xiàn)一種鎂合金化學(xué)鍍鎳錫磷合金溶液，其特征在于，制得的該鎂合金化學(xué)鍍鎳錫磷合金溶液為水溶液，該水溶液的PH值為8. 5-9. 5，每升水溶液中含有硫酸鎳5克 25克， 錫酸鈉3克 7克，檸檬酸鈉40克 90克，次亞磷酸鈉10克 30克，硫脲0. 5毫克 0. 15毫克，氟化氫銨5克 20克。上述鎂合金化學(xué)鍍鎳錫磷合金溶液在鎂合金表面進(jìn)行處理的工藝，其特征在于， 按以下步驟進(jìn)行a)先將表面清潔的鎂合金部件在質(zhì)量濃度為15%的硝酸溶液中處理40秒 60 秒，在水中清洗干凈；然后再放入質(zhì)量濃度為40%的氫氟酸中處理5分鐘 10分鐘，在水中清洗干凈；b)將經(jīng)上述處理后的鎂合金部件，浸漬于鎂合金化學(xué)鍍鎳錫磷合金溶液中進(jìn)行化學(xué)施鍍，其工作溫度為85°C 90°C，施鍍時(shí)間按所需獲得鍍覆層厚度決定；C)施鍍完成后，水洗后烘干。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于化學(xué)鍍?nèi)芤旱某煞趾?jiǎn)單，配制方便，成本較低，各種成分濃度可在較大范圍內(nèi)變化，穩(wěn)定性好，配制后可長(zhǎng)期存放，操作十分方便，鍍速高。當(dāng)采用本發(fā)明的鎂合金化學(xué)鍍鎳錫磷合金溶液作為一次性鍍液使用時(shí)，可在較高負(fù)載量的情況下一次性長(zhǎng)時(shí)間施鍍，使鍍液中的有效成分接近耗盡，施鍍過(guò)程無(wú)需進(jìn)行工藝監(jiān)控。加溫的方式采用水浴，可在鎂合金表面鍍覆功能性鍍層。獲得的化學(xué)鍍層均勻光亮、平滑致密、與基體結(jié)合力良好，鎳錫磷鍍層錫含量為%，磷含量為4_9wt. %的非晶態(tài)合金。


圖1是AZ91D鎂合金表面化學(xué)鍍鎳錫磷的顯微組織。圖2是AZ91D鎂合金基體和鎳錫磷鍍層在3wt. % NaCl溶液中的極化曲線；以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
具體實(shí)施例方式按照本發(fā)明的技術(shù)方案，本發(fā)明的鎂合金化學(xué)鍍鎳錫磷合金溶液，是以水作溶劑進(jìn)行配制的水溶液，使用時(shí)用用濃氨水調(diào)至PH為8. 5-9. 5，每升該溶液中含有硫酸鎳5 克 25克，錫酸鈉3克 7克，檸檬酸鈉40克 90克，次亞磷酸鈉10克 30克，硫脲 0. 5毫克 0. 15毫克，氟化氫銨5克 20克。其中，檸檬酸鈉為絡(luò)合劑，硫脲為穩(wěn)定劑，氟化氫銨為腐蝕抑制劑。用上述的鎂合金化學(xué)鍍鎳錫磷合金溶液對(duì)鎂合金進(jìn)行表面處理工藝，按以下步驟進(jìn)行a)先將表面清潔的鎂合金部件在質(zhì)量濃度為15%的硝酸溶液中處理40-60秒，然后在水中洗凈；再在濃度40%的氫氟酸中處理5-10分鐘，在水中洗凈；b)將經(jīng)上述處理后的鎂合金部件浸漬于鎂合金化學(xué)鍍鎳錫磷合金溶液中進(jìn)行化學(xué)施鍍，其工作溫度為85-90°C，施鍍時(shí)間按所需獲得鍍覆層厚度而定；c)施鍍完成后，水洗后烘干。以下是發(fā)明人給出的具體實(shí)施例，需要說(shuō)明的是，這些實(shí)施例是本發(fā)明較優(yōu)的例子，本發(fā)明不限于這些實(shí)施例。實(shí)施例1 按下述配方稱取試劑硫酸鎳5克，錫酸鈉3克，檸檬酸鈉40克，次亞磷酸鈉15克， 硫脲0. 5毫克，氟化氫銨10克；先將上述試劑分別用少量水溶解，然后混合，用水稀釋至1 升，即獲得鎂合金化學(xué)鍍鎳錫磷溶液，用濃氨水調(diào)至PH為8. 5-9. 5待用。將AZ91D鎂合金樣品分別在堿性除油液、清水中徹底除油處理，再放入質(zhì)量濃度為15%的硝酸溶液中處理40秒，水洗后在濃度40%的氫氟酸中處理5-10分鐘，在水中洗凈。然后浸漬上面配制過(guò)濾好的澄清鍍液中，在85-90°C下進(jìn)行化學(xué)施鍍1小時(shí)，在AZ91D 鎂合金表面鍍覆得到厚度為5-10微米的均勻致密光亮的鎳錫磷合金鍍層。實(shí)施例2 按下述配方稱取試劑硫酸鎳15克，錫酸鈉5克，檸檬酸鈉50克，次亞磷酸鈉20 克，硫脲0. 5毫克，氟化氫銨10克；先將上述試劑分別用少量水溶解，然后混合，用水稀釋至 1升，即獲得本發(fā)明的鎂合金化學(xué)鍍鎳錫磷溶液，用濃氨水調(diào)至PH為8. 5-9. 5待用。將AZ91D鎂合金樣品分別在堿性除油液、清水中徹底除油處理，再放入質(zhì)量濃度為15%的硝酸溶液中處理40秒，水洗后在濃度40%的氫氟酸中處理5-10分鐘，在水中洗凈。然后浸漬上面配制過(guò)濾好的澄清鍍液中，在85-90°C下進(jìn)行化學(xué)施鍍2小時(shí)，在AZ91D 鎂合金表面鍍覆得到厚度為10-15微米的均勻致密光亮的鎳錫磷合金鍍層。實(shí)施例3 按下述配方稱取試劑硫酸鎳20克，錫酸鈉5克，檸檬酸鈉60克，次亞磷酸鈉30 克，硫脲1毫克，氟化氫銨10克；先將上述試劑分別用少量水溶解，然后混合，用水稀釋至1 升，即獲得本發(fā)明的鎂合金化學(xué)鍍鎳錫磷溶液，用濃氨水調(diào)至PH為8. 5-9. 5待用。將AZ91D鎂合金樣品分別在堿性除油液、清水中徹底除油處理，再放入質(zhì)量濃度為15%的硝酸溶液中處理40秒，水洗后在濃度40%的氫氟酸中處理5-10分鐘，在水中洗凈。然后浸漬上面配制過(guò)濾好的澄清鍍液中，在85-90°C下進(jìn)行化學(xué)施鍍2小時(shí)，在AZ91D 鎂合金表面鍍覆得到厚度為10-15微米的均勻致密光亮的鎳錫磷合金鍍層。顯而易見(jiàn)，上述鎂合金化學(xué)鍍鎳錫磷溶液配方中的絡(luò)合劑檸檬酸鈉可以用乙二胺四乙酸或其鈉鹽，乳酸及丁二酸其中之一或兩種及兩種以上的混合物代替。穩(wěn)定劑硫脲可以用鉬酸銨，重金屬的醋酸鹽其中之一或兩種及兩種以上的混合物代替。腐蝕抑制劑氟化氫銨可以用氫氟酸，氟化氫鹽，氟硼酸鹽其中之一或兩種及兩種以上的混合物代替。按以上實(shí)施例進(jìn)行鎂合金的化學(xué)鍍鎳錫磷合金的實(shí)驗(yàn)效果見(jiàn)下表
權(quán)利要求
1.一種鎂合金化學(xué)鍍鎳錫磷合金溶液，其特征在于，制得的該鎂合金化學(xué)鍍鎳錫磷合金溶液為水溶液，該水溶液的PH值為8. 5 9. 5，每升水溶液中含有硫酸鎳5克 25克， 錫酸鈉3克 7克，檸檬酸鈉40克 90克，次亞磷酸鈉10克 30克，硫脲0. 5毫克 0. 15毫克，氟化氫銨5克 20克。
2.如權(quán)利要求1所述的鎂合金化學(xué)鍍鎳錫磷合金溶液，其特征在于，所述的每升水溶液中含有硫酸鎳5克，錫酸鈉3克，檸檬酸鈉40克，次亞磷酸鈉15克，硫脲0. 5毫克，氟化氫銨10克。
3.如權(quán)利要求1所述的鎂合金化學(xué)鍍鎳錫磷合金溶液，其特征在于，所述的每升水溶液中含有硫酸鎳15克，錫酸鈉5克，檸檬酸鈉50克，次亞磷酸鈉20克，硫脲0. 5毫克，氟化氫銨10克。
4.如權(quán)利要求1所述的鎂合金化學(xué)鍍鎳錫磷合金溶液，其特征在于，所述的每升水溶液中含有硫酸鎳20克，錫酸鈉5克，檸檬酸鈉60克，次亞磷酸鈉30克，硫脲1毫克，氟化氫銨10克。
5.如權(quán)利要求1至4其中之一所述的鎂合金化學(xué)鍍鎳錫磷合金溶液，其特征在于，所述的檸檬酸鈉采用乙二胺四乙酸或其鈉鹽、乳酸及丁二酸其中之一或兩種及兩種以上的混合物代替。
6.如權(quán)利要求1至4其中之一所述的鎂合金化學(xué)鍍鎳錫磷合金溶液，其特征在于，所述的硫脲采用鉬酸銨、重金屬的醋酸鹽其中之一或兩種及兩種以上的混合物代替。
7.如權(quán)利要求1至4其中之一所述的鎂合金化學(xué)鍍鎳錫磷合金溶液，其特征在于，所述的氟化氫銨采用氫氟酸、氟化氫鹽、氟硼酸其中之一或兩種及兩種以上的混合物代替。
8.權(quán)利要求1至4其中之一所述的鎂合金化學(xué)鍍鎳錫磷合金溶液在鎂合金表面進(jìn)行處理的工藝，其特征在于，按以下步驟進(jìn)行a)先將表面清潔的鎂合金部件在質(zhì)量濃度為15%的硝酸溶液中處理40秒 60秒，在水中清洗干凈；然后再放入質(zhì)量濃度為40%的氫氟酸中處理5分鐘 10分鐘，在水中清洗干凈；b)將經(jīng)上述處理后的鎂合金部件，浸漬于鎂合金化學(xué)鍍鎳錫磷合金溶液中進(jìn)行化學(xué)施鍍，其工作溫度為85°C 90°C，施鍍時(shí)間按所需獲得鍍覆層厚度決定；c)施鍍完成后，水洗后烘干。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于鎂合金表面化學(xué)鍍鎳錫磷合金溶液及其處理工藝，制得的該鎂合金化學(xué)鍍鎳錫磷合金溶液為水溶液，該水溶液的pH值為8.5-9.5，每升水溶液中含有硫酸鎳5克～25克，錫酸鈉3～7克，檸檬酸鈉40～90克，次亞磷酸鈉10～30克，硫脲0.5～0.15毫克，氟化氫銨5～20克。在鎂合金表面進(jìn)行處理的工藝是先將表面清潔的鎂合金部件在濃度為15％的硝酸溶液中處理40秒～60秒，在水中洗凈，再在濃度40％的氫氟酸中處理5分鐘～10分鐘，在水中洗凈后浸漬于鍍鎳錫磷溶液中進(jìn)行化學(xué)施鍍，工作溫度85～90℃。其成分簡(jiǎn)單，配制方便，成本較低，成分濃度可在較大范圍內(nèi)變化，穩(wěn)定性好，可長(zhǎng)期存放，鍍速較高。
文檔編號(hào)C23C18/50GK102443791SQ20111040109
公開(kāi)日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2011年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月6日
發(fā)明者何成, 張文雪, 欒麗君, 江中浩, 王新剛, 連建設(shè) 申請(qǐng)人:長(zhǎng)安大學(xué)