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鎂合金具有許多優(yōu)異性能如密度小，比強(qiáng)度高，鑄造性，切削性，導(dǎo)電性，導(dǎo)熱性，電屏蔽性好等獨(dú)特性能和豐富的資源，在本世紀(jì)被譽(yù)為綠色環(huán)保材料，而倍受推崇。已得到電子、通訊、航天航空軍工、汽車工業(yè)部門的廣泛關(guān)注和應(yīng)用。但由于鎂合金的電極電位較負(fù)，耐蝕性差，在潮濕的空氣，含硫氣氛和海洋性大氣中均會(huì)遭受嚴(yán)重的電化學(xué)腐蝕，因此必須對(duì)鎂合金采取表面處理防護(hù)措施，改變其表面狀態(tài)，以提高其耐蝕性、耐磨性、可焊性、裝飾性等性能。
鎂合金的表面處理防護(hù)技術(shù)和方法與鋁合金有許多相似之處，目前工業(yè)生產(chǎn)上使用的表面處理工藝技術(shù)大致有如下四個(gè)方面或者相互結(jié)合。
一、化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)(鉻酸鹽或無鉻轉(zhuǎn)化膜法)
二、有機(jī)高聚合物涂裝技術(shù)(靜電噴粉或噴漆，電泳漆)
三、陽極氧化處理技術(shù)(普通陽極氧化、微孤氧化、抑孤氧化)
四、電鍍和化學(xué)鍍
鎂合金電鍍和化學(xué)鍍的難點(diǎn)
一、鎂的標(biāo)準(zhǔn)電極電位很低(-2.36V)，比鋁的電位還要負(fù)。鎂合金的化學(xué)活性非常高與鍍液中金屬離子接觸后會(huì)產(chǎn)生激烈的置換反應(yīng)，置換物是疏松、粗糙的，嚴(yán)重影響鍍層與基體結(jié)合力。
二、不同類型的鎂合金由于組成元素及表面狀態(tài)不同，存在大量金屬間化合物，導(dǎo)致基體表面的電位分布不均勻，而影響鍍層的均勻性。
三、鎂合金鑄件表面往往存在氣孔、洞隙、裂紋、疏松、偏析等現(xiàn)象而影響鍍層結(jié)合力。
四、鎂合金上電鍍或化學(xué)鍍各種金屬鍍層均為陰極性鍍層，要有效防止鎂合金腐蝕，鍍層必須是無孔隙的，否則鎂合金與鍍層間形成腐蝕電池，不但不能有效的防止基體腐蝕，反而會(huì)加劇它的腐蝕。
化學(xué)鍍鎳是鎂合金防護(hù)工藝技術(shù)中最有效的方法之一，能提高耐蝕性、耐磨性等性能，可以作為底鍍層、中間層或面層，鍍層均勻致密，鎂合金化學(xué)鍍鎳在電子工業(yè)中應(yīng)用較多，如計(jì)算機(jī)、手機(jī)、筆記本電腦，數(shù)碼相機(jī)的鎂合金零部件。
鎂合金壓鑄件化學(xué)鍍鎳工藝主要有浸鋅后化學(xué)鍍鎳和直接化學(xué)鍍鎳兩種方法。浸鋅后化學(xué)鍍鎳所得的鍍層比直接化學(xué)鍍鎳具有更好的結(jié)合力和致密性。
傳統(tǒng)的鎂合金浸鋅工藝采用氰化鍍銅打底，對(duì)環(huán)境危害極大，而且不適于處理含鋁質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高的鎂合金如AZ91D。
2.鎂合金壓鑄件化學(xué)鍍鎳工藝
鎂合金壓鑄件進(jìn)行表面處理前要檢查鑄件基體本身應(yīng)具有良好的品質(zhì)才能取得良好的處理效果。
如鑄件是否有縮孔、針孔、疏松、偏析等缺陷，否則將會(huì)直接影響鍍層質(zhì)量。
鎂合金壓鑄件化學(xué)鍍鎳工藝主要有二種技術(shù)路線
第一種是堿性除油→酸性浸蝕→氟離子活化→直接化學(xué)鍍鎳
第二種是堿性除油→酸性浸蝕→活化→浸鋅(或二次浸鋅→化學(xué)鍍鎳
2.1鎂合金壓鑄件直接化學(xué)鍍鎳工藝
例一
工藝流程：堿性除油→酸性浸蝕活化一步法→直接化學(xué)鍍鎳(各工序間水洗)
堿性除油處理：氫氧化鈉(NaOH)20g/L磷酸三鈉(Na3PO4)30g/L
碳酸鈉(Na2CO3)40g/LOP-10表面活性劑1g/L
溫度70-80℃時(shí)間5-7min
浸蝕活化一步法處理：
85%磷酸(H3PO4)15ml/L氟化氫銨(NH4HF2)40g/L
硼酸(H3BO3)30g/L
溫度室溫時(shí)間25S
浸蝕時(shí)間太長基體嚴(yán)重刻蝕，表面較粗糙，得到鍍層亦粗糙。
浸蝕時(shí)間太短，不能有效去除氧化膜，可能導(dǎo)致部分漏鍍，結(jié)合力差。
浸蝕時(shí)間視表面情況而定，一般控制在25秒左右較好。
化學(xué)鍍鎳：
硫酸鎳(NiSo4?6H2O)20g/L次磷酸二氫鈉(NaH2PO2?H2O)23g/L
氟化氫銨(NH4HF2)10g/L檸檬酸(C6H8O7?H2O)5g/L
40%氫氟酸(HF)5ml/L硫脲[SC(NH2)2]2mg/L
PH值(用氨水調(diào)整)6±0.5
溫度80-85℃
時(shí)間90min
鍍液中HF及NH4HF2的F-離子在一定程度上能抑制SO42-對(duì)鎂合金基體的腐蝕。檸檬酸和氟化氫銨是作為絡(luò)合劑，硫脲起光亮劑和穩(wěn)定劑作用。PH值的變化對(duì)鍍層質(zhì)量影響較大，PH值高沉積速度快，但易導(dǎo)致產(chǎn)生針孔，鍍液不穩(wěn)定;PH值過低，沉積速度慢，鍍液會(huì)腐蝕基體，要嚴(yán)格控制好溶液PH值和溫度在工藝范圍內(nèi)。
例二
工藝流程：堿性除油→酸性浸蝕→活化→直接化學(xué)鍍鎳→鈍化→熱處理(各工序間水洗)
除油處理：氫氧化鈉(NaOH)60g/L磷酸三鈉(Na3PO4)10g/L
溫度60℃時(shí)間10min
浸蝕處理：85%磷酸(H3PO4)200ml/L氟化鉀(KF)2g/L
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nbsp;溫度室溫時(shí)間20-30S
活化處理：40%氟化氫(HF)380ml/L
溫度室溫時(shí)間5-10min
化學(xué)鍍鎳：堿性碳酸鎳[NiCO3?2Ni(OH)2?4H2O]10g/L
次磷酸二氫鈉(NaH2PO2?H2O)20g/L
檸檬酸(C6H8O7?H2O)5g/L
氟化氫銨(NH4HF2)10g/L
40%氫氟酸(HF)12ml/L
硫脲[SC(NH2)2]1mg/L
28%氫氧化銨(NH4OH)25ml/L
PH值(用氨水調(diào)整)6.5±0.5
溫度80±2℃
時(shí)間60-90min
鍍液配制方法先向槽中加入總水量1/10H2O，加入HF，在攪拌下緩慢加入堿性碳酸鎳，使其完全溶解，再加入水，依次加入檸檬酸、氟化氫銨和次磷酸二氫鈉、硫脲，攪拌使加入物完全溶解，補(bǔ)加水總體積，最后用氨水調(diào)PH為6.5。
鈍化處理：重鉻酸鈉120g/L
溫度90-100℃時(shí)間5-10min
熱處理：溫度200℃時(shí)間30-60min
2.2鎂合金壓鑄件浸鋅后化學(xué)鍍鎳工藝
浸鋅后所得的化學(xué)鍍鎳層比直接化學(xué)鍍鎳具有更好的結(jié)合力和致密性
例一
工藝流程：堿性除油→酸性浸蝕→活化→浸Zn-Ni合金→弱活化→化學(xué)鍍鎳(各工序間水洗)
除油處理：氫氧化鈉(NaOH)20g/L磷酸三鈉(Na3PO4)30g/L
碳酸鈉(Na2CO3)40g/LOP-10表面活性劑1ml/L
溫度70-80℃時(shí)間5-10min
浸蝕處理：
85%磷酸(H3PO4)25ml/L氟化氫銨(NH4HF2)13g/L
草酸(C2H2O4?4H2O)5g/L
溫度室溫時(shí)間15-60S
活化處理：40%氫氟酸(HF)380ml/L
溫度20℃時(shí)間5-10min
浸Zn-Ni合金處理：
硫酸鋅(ZnSO4)30g/L硫酸鎳(NiSO4?6H2O)10g/L
焦磷酸鉀(K4P2O7?3H2O)120g/L碳酸鈉(Na2CO3)30g/L
氟化鉀(KF)8g/L酒
石酸鉀鈉12g/L
PH值10-11
溫度70℃時(shí)間5-10min
弱活化處理：
氟化氫銨(NH4HF2)5-10g/L氟化鉀(KF)60-80g/L
溫度室溫時(shí)間2-5min
化學(xué)鍍鎳：
硫酸鎳(NiSO4?6H2O)20g/L次磷酸二氫鈉(NaH2PO2?H2O)25g/L
乙酸鈉(NaCH3COO)18g/L氟化氫銨(NH4HF2)15g/L
復(fù)合絡(luò)合劑(乳酸+檸檬酸)25g/L硫脲[SC(NH2)2]1mg/L
PH值6-6.5(用氨水調(diào)節(jié))
溫度80-85℃時(shí)間60-90min沉積速度15-20μm/h
例二
工藝流程：堿性除油→酸性浸蝕→活化→浸鋅→化學(xué)鍍鎳(各工序間水洗)
除油處理：氫氧化鈉(NaOH)60g/L磷酸三鈉(Na3PO4)10g/L
溫度60℃時(shí)間10min
浸蝕處理：85%磷酸(H3PO4)200g/L氟化鉀(KF)5g/L
溫度室溫時(shí)間20-30S
活化處理：40%氫氟酸(HF)380ml/L
溫度20℃時(shí)間5-10min
浸鋅處理：硫酸鋅(ZnSO4?7H2O))30g/L
焦磷酸鈉(Na4P2O7?10H2O)120g/L
碳酸鈉(Na2CO3)5g/L
氟化鈉(NaF)4g/L
PH值10.2-10.4
溫度70-85℃
時(shí)間5-10min
化學(xué)鍍鎳：硫酸鎳(NiSO4?6H2O)20g/L
次磷酸二氫鈉(NaH2PO2?H2O)20g/L
氟化氫銨(NH4HF2)10g/L
40%氫氟酸(HF)12ml/L
檸檬酸鈉(Na3C6H5O7?2H2O)20g/L
硫脲[SC(NH2)2]1mg/L
氫氧化銨(NH4OH)25mg/L
PH值5.5-7
溫度85-90℃時(shí)間60-90min
3.結(jié)束語
在AZ系列鎂合金壓鑄件上進(jìn)行化學(xué)鍍鎳處理，不僅可以獲得高的耐蝕性和耐磨性，而且能夠在形狀復(fù)雜的鑄件上得到厚度均勻的鍍層，在要求表面具有導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性的場合，更是一種不可替代的表面處理方法。
鎂合金的化學(xué)鍍鎳方法有兩種，一種是浸鋅法，另一種是直接化學(xué)鍍鎳法。在進(jìn)行化學(xué)鍍鎳前鎂合金鑄件基體必須進(jìn)行特殊預(yù)處理，在堿性除油時(shí)使鎂的表面氧化膜MgO轉(zhuǎn)換產(chǎn)生Mg(OH)2的鈍化區(qū)，阻止了腐蝕;在活化時(shí)表面形成MgF2的膜。在鍍液中不會(huì)溶解，而是夾雜在鍍層中，預(yù)處理工藝對(duì)鍍層有決定性的影響，不適當(dāng)?shù)念A(yù)處理會(huì)引起鍍層孔隙增加，結(jié)合力降低以及外觀變差等缺陷。
4.參考文獻(xiàn)
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