专利名称：一种镁合金化学镀镍钨磷合金溶液及其处理工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于金属表面处理技术领域，涉及镁合金表面非电解处理技术，具体涉及一种镁合金化学镀镍钨磷合金溶液及其处理工艺。
背景技术：
镁合金在实用金属结构材料中密度最小，能满足家用电器、通讯电子器件和汽车轻量化的要求。镁合金还具有比强度高、比刚度高、阻尼性好、导热性好以及减振性好等优越性能，可以替代钢、铝合金、塑料等制件，因而在汽车、电子、航空航天等领域有广泛的应用前景。随着科学技术的发展，各国汽车工业向安全、环保、节能方向发展，其中最主要的措施之一是使用镁合金降低汽车的自重，降低能源消耗和减少污染。镁合金零件表面化学镀不同于钢铁零件，因为镁合金化学活性高，在其表面进行化学镀比较困难。传统工艺是除油后浸锌，再电镀铜，最后化学镀镍，这种工艺复杂，成本高而效率低。其工艺流程为镁合金表面脱脂并除去氧化膜一7jC洗一浸锌一水洗一氰化镀铜一碱性化学镀一水洗-烘干。现在改进后的工艺流程为镁合金表面脱脂并除去氧化膜一7jC洗一浸铬酸及硝酸混合液一7jC洗一浸氢氟酸一7jC洗一碱性化学镀一水洗-烘干。这个工艺过程相对简单，但是所用的主盐是碱式碳酸镍或难溶的乙酸镍，成本较高，碱式碳酸盐比硫酸镍的原料价格高3倍以上。用硫酸镍代替碱式碳酸镍可有效地降低生产成本，提高生产效率。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种低成本的镁合金化学镀镍钨磷合金溶液及其处理工艺，以提高镁合金化学镀镍合金的耐蚀性和耐磨性。为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案得以实现一种镁合金化学镀镍钨磷合金溶液，其特征在于，制得的该镁合金化学镀镍钨磷合金溶液为水溶液，该水溶液的PH值为8 9，每升水溶液中含有硫酸镍5克 25克，钨酸钠5克 20克，柠檬酸钠20克 60克，碳酸钠5克 20克，次亚磷酸钠10克 30 克，硫脲0. 5毫克 0. 15毫克，氟化氢铵6克 10克。用上面所述的镁合金化学镀镍钨磷合金溶液进行表面处理工艺，其特征在于包括以下工艺步骤a)先将表面清洁的镁合金部件在质量浓度为15%的硝酸溶液中处理40-60秒，然后在水中洗净；再在质量浓度40%的氢氟酸中处理5分钟 10分钟，在水中洗净；b)将经上述处理后的镁合金部件浸渍于镁合金化学镀镍钨磷合金溶液中进行化学施镀，其工作温度为85°C 90°C，施镀时间按所需获得镀覆层厚度而定；C)施镀完成后，水洗后烘干。本发明的优点在于化学镀溶液的成分简单，配制方便，成本较低，各种成分浓度可在较大范围内变化，稳定性好，配制后可长期存放，操作十分方便，镀速高。在不同的环境下对镁合金起到很好的保护作用，提高了其耐蚀性，在一定范围内扩宽了镁合金的应用。当本发明的镁合金化学镀镍钨磷合金溶液作为一次性镀液使用时，可在较高负载量的情况下一次性长时间施镀使镀液中的有效成分接近耗尽，施镀过程无需进行工艺监控。加温的方式采用水浴。利用该发明可在镁合金表面镀覆功能性镀层。获得的化学镀层均勻光亮、平滑致密、与基体结合力良好，镍钨磷镀层钨含量为2-5wt. %，磷含量为3-6wt. % 的非晶态合金。
图1是AZ91D镁合金化学镀镍钨磷的显微组织。图2是AZ91D镁合金基体和镍钨磷镀层在3wt. % NaCl溶液中的极化曲线，以下结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
具体实施例方式按照本发明的技术方案，本发明的镁合金化学镀镍钨磷合金溶液，是以水作溶剂进行配制的水溶液，使用时用用浓氨水调至PH为8 9，每升水溶液中含有硫酸镍5克 25克，钨酸钠5克 20克，柠檬酸钠20克 60克，碳酸钠5克 20克，次亚磷酸钠10 克 30克，硫脲0. 5毫克 0. 15毫克，氟化氢铵6克 10克。其中，柠檬酸钠为络合剂，硫脲为稳定剂，氟化氢铵为腐蚀抑制剂。用上述的镁合金化学镀镍钨磷合金溶液对镁合金进行表面处理工艺，按以下步骤进行a)先将表面清洁的镁合金部件在质量浓度为15%的硝酸溶液中处理40秒 60 秒，在水中清洗干净；再在浓度40%的氢氟酸中处理5-10分钟，在水中洗净；b)将经上述处理后的镁合金部件浸渍于镁合金化学镀镍钨磷合金溶液中进行化学施镀，其工作温度为85°C 90°C，施镀时间按所需获得镀覆层厚度而定； c)施镀完成后，水洗后烘干。以下是发明人给出的具体实施例，需要说明的是，这些实施例是本发明较优的例子，本发明不限于这些实施例。实施例1 按下述配方称取试剂硫酸镍5克，钨酸钠5克，柠檬酸钠20克，碳酸钠8克，次亚磷酸钠12克，硫脲0. 5毫克，氟化氢铵8克；先将上述试剂分别用少量水溶解，然后混合，用水稀释至1升，即获得镁合金化学镀镍钨磷溶液。用浓氨水调至PH为8-9待用。将AZ91D镁合金样品分别在碱性除油液、清水中彻底除油处理，再放入质量浓度为15%的硝酸溶液中处理40秒，水洗后再放入质量浓度40%的氢氟酸中处理5-10分钟， 在水中洗净。然后浸渍上面配制过滤好的澄清镀液中，在85°C 90°C下进行化学施镀1小时，在AZ91D镁合金表面镀覆得到厚度为10-15微米的均勻致密光亮的镍钨磷合金镀层。实施例2 按下述配方称取试剂硫酸镍15克，钨酸钠7. 5克，柠檬酸钠40克，碳酸钠10克， 次亚磷酸钠15克，硫脲0. 5毫克，氟化氢铵10克；先将上述试剂分别用少量水溶解，然后混合，用水稀释至1升，即获得镁合金化学镀镍钨磷溶液。用浓氨水调至PH为8-9待用。
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将AZ91D镁合金样品分别在碱性除油液、清水中彻底除油处理，再放入质量浓度为15%的硝酸溶液中处理40秒，水洗后在质量浓度40%的氢氟酸中处理5-10分钟，在水中洗净。然后浸渍上面配制过滤好的澄清镀液中，在85-90°C下进行化学施镀2小时，在 AZ91D镁合金表面镀覆得到厚度为20-25微米的均勻致密光亮的镍钨磷合金镀层。实施例3 按下述配方称取试剂硫酸镍20克，钨酸钠12克，柠檬酸钠50克，碳酸钠20克， 次亚磷酸钠25克，硫脲1毫克，氟化氢铵10克；先将上述试剂分别用少量水溶解，然后混合稀释至1升，即获得镁合金化学镀镍钨磷溶液。用浓氨水调至PH为8-9待用。将AZ91D镁合金样品分别在碱性除油液、清水中彻底除油处理，再放入质量浓度为15%的硝酸溶液中处理40秒，水洗后再在质量浓度40%的氢氟酸中处理5-10分钟，在水中洗净。然后浸渍上面配制过滤好的澄清镀液中，在85-90°C下进行化学施镀2小时，在 AZ91D镁合金表面镀覆得到厚度为30-35微米的均勻致密光亮的镍钨磷合金镀层。显而易见，上述镁合金化学镀镍钨磷溶液配方中的络合剂柠檬酸可以用乙二胺四乙酸或其钠盐，乳酸及丁二酸其中之一或两种及两种以上的混合物代替。稳定剂硫脲可以用钼酸铵，重金属的醋酸盐其中之一或两种及两种以上的混合物代替。腐蚀抑制剂氟化氢铵可以用氢氟酸，氟化氢盐，氟硼酸盐其中之一或两种及两种以上的混合物代替。按以上实施例进行镁合金的化学镀镍钨磷合金的实施效果见下表
权利要求
1.一种镁合金化学镀镍钨磷合金溶液，其特征在于，制得的该镁合金化学镀镍钨磷合金溶液为水溶液，该水溶液的PH值为8 9，每升水溶液中含有硫酸镍5克 25克，钨酸钠5克 20克，柠檬酸钠20克 60克，碳酸钠5克 20克，次亚磷酸钠10克 30 克，硫脲0. 5毫克 0. 15毫克，氟化氢铵6克 10克。
2.如权利要求1所述的镁合金化学镀镍钨磷合金溶液，其特征在于，所述的每升水溶液中含有硫酸镍5克，钨酸钠5克，柠檬酸钠20克，碳酸钠8克，次亚磷酸钠12克，硫脲 0. 5毫克，氟化氢铵8克。
3.如权利要求1所述的镁合金化学镀镍钨磷合金溶液，其特征在于，所述的每升水溶液中含有硫酸镍15克，钨酸钠7. 5克，柠檬酸钠40克，碳酸钠10克，次亚磷酸钠15克，硫脲0.5毫克，氟化氢铵10克。
4.如权利要求1所述的镁合金化学镀镍钨磷合金溶液，其特征在于，所述的每升水溶液中含有硫酸镍20克，钨酸钠12克，柠檬酸钠50克，碳酸钠20克，次亚磷酸钠25克，硫脲1毫克，氟化氢铵10克。
5.如权利要求1至4其中之一所述的镁合金化学镀镍钨磷合金溶液，其特征在于，所述的柠檬酸钠采用乙二胺四乙酸或其钠盐、乳酸及丁二酸其中之一或两种及两种以上的混合物代替。
6.如权利要求1至4其中之一所述的镁合金化学镀镍钨磷合金溶液，其特征在于，所述的硫脲采用钼酸铵、重金属的醋酸盐其中之一或两种及两种以上的混合物代替。
7 如权利要求1至4其中之一所述的镁合金化学镀镍钨磷合金溶液，其特征在于，所述的所述的氟化氢铵采用氢氟酸、氟化氢盐、氟硼酸其中之一或两种及两种以上的混合物代替。
8.权利要求1至4其中之一所述的镁合金化学镀镍钨磷合金溶液，在镁合金表面进行处理的工艺，其特征在于，按以下步骤进行a)先将表面清洁的镁合金部件在浓度为15%的硝酸溶液中处理40秒 60秒，然后在水中洗净；再在浓度40%的氢氟酸中处理5分钟 10分钟，在水中洗净；b)将经上述处理后的镁合金部件浸渍于镁合金化学镀镍钨磷合金溶液中进行化学施镀，其工作温度为85°C 90°C，施镀时间按所需获得镀覆层厚度而定；c)施镀完成后，水洗后烘干。
全文摘要
本发明涉及一种用于镁合金表面化学镀镍钨磷合金溶液及其处理工艺，制得的该镁合金化学镀镍钨磷合金溶液为水溶液，该水溶液的pH值为8～9，每升水溶液中含有硫酸镍5～25克，钨酸钠5～20克，柠檬酸钠20～60克，碳酸钠5～20克，次亚磷酸钠10～30克，硫脲0.5～0.15毫克，氟化氢铵6～10克。在镁合金表面进行处理的工艺是先将表面清洁的镁合金部件在质量浓度为15％的硝酸溶液中处理40-60秒，在水中洗净，再在质量浓度40％的氢氟酸中处理5-10分钟，在水中洗净后浸渍于镀镍钨磷溶液中进行化学施镀，工作温度为85～90℃。其成分简单，配置方便，成本较低，成分浓度可在较大范围内变化，稳定性好，可长期存放，镀速较高。
文档编号C23C18/50GK102517572SQ20111040221
公开日2012年6月27日 申请日期2011年12月6日 优先权日2011年12月6日
发明者何成, 何金国, 张文雪, 江中浩, 王新刚, 连建设 申请人:长安大学