镁合金表面化学镀镍液的制备方法及镀镍方法

镁合金表面化学镀镍液的制备方法及镀镍方法

一 种镁合金表面化学镀镍溶液、制备方法及镀镍方法技术领域本发明涉及电镀技术领域，具体涉及一种镁合金表面化学镀镍溶液、制备方法及镀镍方法。

背景技术：

镁合金因其独特的性能、丰富的资源一直受到人们的广泛关注，本世纪更是被推崇为环境友好材料。但由于镁合金电镀工艺不成熟，耐蚀性差的问题成为其优越性发挥的主要障碍，从而在很大程度上限制了其更广泛的推广应用。因此对镁合金表面进行有效的装饰和防腐处理尤为重要。常用的处理技术为电镀，但镁合金在常规电镀液中不稳定，需要对其表面进行预处理才能适应常规的电镀环境。目前，适合工业生产的前处理工艺主要有两大类：锌沉淀法和直接化学镀镍法。这两种方法都是由美国公司首先推出的，后来各个厂家在实际试用过程中在此基础上作了不同程度的改进，发展成多种类似的做法，已报道的工艺包括锌沉淀法和WCM工艺。锌沉淀法的目的是溶解镁的氧化物；同时在镁合金表面形成一层薄薄的氢氧化物，阻止镁的进一步氧化。本申请文件是在沉锌法的基础上，对其中的工艺进行了改进。沉锌常见的工艺流程为：除油除垢→活化→沉锌→化学镀镍→电镀铜/镍/铬等。一般情况下，镁合金在工艺过程中会与酸/碱溶液发生剧烈反应，在镀镍溶液中也会发生同样剧烈的反应，但这不利于镍层在基体表面的沉积，常造成针孔、漏镀，同时镀层的结合强度无法保证，容易出现气泡、脱落问题。

技术实现要素：

本发明提供了一种镁合金化学镀镍溶液，该溶液可以缓和镁合金基体在镀镍溶液中的反应，使反应平稳进行，达到更好的镀镍效果，进一步解决针孔、漏镀等现象。同时，本发明提供的镀镍溶液使用寿命更长。本发明所述的镁合金化学镀镍溶液包括以下组分：可溶性镍盐、络合剂、缓冲剂、防腐剂、还原剂、稳定剂、水杨醛。本发明还提供了一种镁合金化学镀镍溶液的制备方法，该方法包括将络合剂、稳定剂、缓冲剂和还原剂加入到可溶性镍盐的水溶液中；然后加入防腐剂和水杨醛。本发明还提供了一种镁合金表面化学镀镍的方法，该方法包括将预处理的镁合金与镀镍溶液接触，得到表面具有镍层的镁合金基体；其中，镀镍溶液为本发明所述的镁合金镀镍溶液。本发明的镁合金化学镀镍溶液中含有水杨醛，由于镁合金的浸锌层在化学镀镍中会发生剧烈反应，导致镀镍层不均匀或漏镀，本发明的镀镍溶液中含有的水杨醛可以有效降低化学镀镍溶液中镁合金浸锌层的腐蚀，促进反应的顺利进行，从而保证镀层的致密性，防止针孔和漏镀。同时，加入的水杨醛可以进一步延长镀镍溶液的使用寿命。具体实施方法本发明的技术方案涉及一种镁合金化学镀镍溶液，包括以下组分：可溶性镍盐、络合剂、缓冲剂、防腐剂、还原剂、稳定剂、水杨醛。

本发明提供的化学镀镍溶液，优选地，可溶性镍盐15-25g/L、络合剂20-65g/L、缓冲剂10-20g/L、防腐剂10-30g/L、还原剂20-30g/L、稳定剂0.001-0.003g/L、水杨醛2-7g/L。本发明提供的化学镀镍溶液，优选地，可溶性镍盐为硫酸镍、氯化镍中的一种或多种；络合剂为柠檬酸铵、乙二胺、醋酸钠、乳酸、苹果酸、柠檬酸、琥珀酸、丙酸中的一种或多种；缓冲剂为硼酸；缓蚀剂为氢氟酸、氟化氢铵、氟化钠、氟化钾中的一种或多种。在镀镍液中加入适量的氟化物缓蚀剂，可以在化学镀镍过程中保护镁合金基体表面，防止过度腐蚀，尤其是与水杨醛协同作用，进一步降低化学镀镍中镁合金浸锌层的腐蚀，保证镀层的结合强度，降低镀层起泡、脱落的概率；还原剂为次磷酸钠、硼氢化钠、硼烷、肼中的一种或多种；稳定剂为硫脲、硫氰酸钾、尿素中的一种或多种。根据本发明提供的化学镀镍液，优选地，络合剂为柠檬酸铵、乙二胺、醋酸钠、乳酸中的一种或多种。根据本发明提供的化学镀镍液，优选地，镀镍液的pH值为8-9。本发明还提供了一种镁合金化学镀镍溶液的制备方法，该方法包括将络合剂、稳定剂、缓冲剂和还原剂加入到可溶性镍盐的水溶液中；然后加入防腐剂和水杨醛。

根据本发明提供的制备方法，优选地，所述可溶性镍盐为15-25g/L、络合剂为20-65g/L、缓冲剂为10-20g/L、缓蚀剂为10-30g/L、还原剂为20-30g/L、稳定剂为0.001-0.003g/L、水杨醛为2-7g/L；根据本发明提供的制备方法，优选地，所述可溶性镍盐为硫酸镍、氯化镍中的一种或多种；络合剂为柠檬酸铵、乙二胺、醋酸钠、乳酸、苹果酸、柠檬酸、琥珀酸、丙酸中的一种或多种；缓冲剂为硼酸；缓蚀剂为氢氟酸、氟化氢铵、氟化钠、氟化钾中的一种或多种；所述还原剂为次磷酸钠、硼氢化钠、硼烷、肼中的一种或多种；所述稳定剂为硫脲、硫氰酸钾、尿素中的一种或多种。根据本发明提供的制备方法，优选地，采用氨水调节pH值至8～9之间。本发明还提供了一种镁合金表面化学镀镍的方法，包括将预处理后的镁合金与镀镍溶液接触，得到表面具有镍层的镁合金基体；其特征在于，所述镀镍溶液为本发明所述的镁合金镀镍溶液。下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但不限于此。本发明所述实施例中的所有原料，如无特殊说明，均为市售产品。实施例11、镁合金化学镀镍溶液的制备将柠檬酸铵、乙二胺、醋酸钠、乳酸、硫脲、硼酸、次磷酸钠加入到硫酸镍水溶液中，搅拌均匀；再加入氢氟酸、氟化氢铵、水杨醛，最后用氨水调节pH值至8，即得镀镍溶液A1。

其中硫酸镍20g/L、柠檬酸铵25g/L、乙二胺3g/L、醋酸钠7g/L、乳酸10g/L、硫脲0.002g/L、硼酸15g/L、次磷酸钠25g/L、氢氟酸8g/L、氟化氢铵10g/L、水杨醛4g/L。 2、镁合金表面镀镍1）基体前处理：选取牌号为AZ91D的镁合金为基体，将基体放入脱脂液（配方：碳酸钠20g/L、磷酸钠20g/L、柠檬酸钠10g/L、十二烷基硫酸钠1g/L）中，20-30℃浸泡10分钟，取出后用自来水清洗，再用300g/L磷酸酸洗。2）活化：将步骤1处理后的镁合金基体浸入活化液（配方：磷酸180g/L、氟化氢铵90g/L）中，20-30℃浸泡60秒，取出后用自来水清洗。 3)沉锌：将步骤2得到的镁合金基体浸入沉锌溶液(配方：30g/l硫酸锌、120g/L焦磷酸钠、6g/L碳酸钠、2g/L氟化钾、0.5g/L硫酸镍)中，50℃浸泡10分钟，取出后自来水清洗。4)化学镀镍：将步骤1-3处理后的镁合金基体放入镀镍溶液A1中，镀镍溶液温度为40℃，浸泡20分钟，取出，自来水清洗，即得镀件Y1。实施例2：将柠檬酸铵、乙二胺、醋酸钠、乳酸、硫脲、硼酸、次磷酸钠加入硫酸镍水溶液中，搅拌均匀；然后加入氢氟酸、氟化氢铵、水杨醛，最后用氨水调节pH值至8.5，即得镀镍溶液A2。

其中硫酸镍18g/L、柠檬酸铵22g/L、乙二胺2g/L、乙酸钠6g/L、乳酸8g/L、硫脲0.001g/L、硼酸12g/L、次磷酸钠22g/L、氢氟酸7g/L、氟化氢铵9g/L、水杨醛4g/L。按实施例1的方法，用镀镍溶液A2对镁合金进行镀镍，得到镀件Y2。实施例3按实施例1的方法配置镀镍溶液A3，不同之处在于：柠檬酸铵35g/L，不含乙二胺、乙酸钠和乳酸。按实施例1的方法，用镀镍溶液A3对镁合金进行镀镍，得到镀件Y3。实施例4 按照实施例1的方法配置镀镍液A4，不同之处在于：以10g/L苹果酸和15g/L琥珀酸代替A1中的乙二胺、醋酸钠和乳酸，按照实施例1的方法，使用镀镍液A4对镁合金进行镀镍，得到镀件Y4。 实施例5 按照实施例1的方法配置镀镍液A5，不同之处在于：以10g/L氟化钠代替A1中的氟化氢铵溶液，按照实施例1的方法，使用镀镍液A5对镁合金进行镀镍，得到镀件Y5。 对比例1与实施例1相同，不同之处在于不含水杨醛。 性能测试及结果 1、进入温和反应时间 观察基体放入镀镍液后，需要多长时间才能进入温和反应。 2、镀镍液寿命观察使用后镀镍液有无沉淀产生。 3、镀镍外观观察镀镍后镁合金基体外观，看镀层是否均匀，有无针孔，漏镀等现象。

4、试验结果 试验项目 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 对比例1 进入慢反应时间 60S以内 60S以内 60S以内 60S以内 60S以内 120S以上 镀镍后外观 外观平整致密，无针孔、漏镀，外观平整致密，无针孔、漏镀，外观比较平整，无针孔、漏镀，外观平整致密，无针孔、漏镀，外观平整致密，无针孔、漏镀，外观平整致密，无针孔、漏镀，外观比较平整，偶尔有针孔、漏镀现象 镀镍液使用10次无沉淀，无 镍沉积使用10次无沉淀，无 镍沉积使用10次无沉淀，无 镍沉积使用10次无沉淀，无 镍沉积使用10次无沉淀，无镍镀层在使用6次后有沉淀，镍镀层从上述试验结果可以看出，水杨醛能有效防止剧烈反应，提高镀层致密性，防止针孔、漏镀。同时，加入的水杨醛能吸收镁合金溶解在镀镍液中的杂质离子，可进一步延长镀镍液的使用寿命。显然，上述实施例仅为清楚说明之举例，并非对实施方法的限制。对于相关领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上，还可以做出其它不同形式的变化或修改。在此列出所有的实施方法不是必要的也不可能，由此衍生的显而易见的变化或修改仍在本发明权利要求的保护范围内。