镁及镁合金化学镀Ni-Cu-P三元合金工艺

研究了镁及镁合金的化学镀Ni-Cu-P三元合金工艺, 通过正交试验获得了最佳的镀覆条件。并对镀层的组织结构及其性能进行了测试,所得的Ni-Cu-P三元非晶态镀层结合力好,具有良好的导电性和耐蚀性能。

第23卷　第3期电镀与涂饰Vol.23　No.3

2004年6月Electroplating　&　FinishingJun.2004

【工艺开发】

镁及镁合金化学镀Ni2Cu2P三元合金工艺

贾志华,　王玉平

(西南科技大学材料科学与工程学院,四川绵阳　621002)

　　摘　要:　研究了镁及镁合金的化学镀Ni2Cu2P三元合金工艺,通过正交试验获得了最佳的镀覆条件。并对镀层的组织结构及其性能进行了测试,所得的Ni2Cu2P三元非晶态镀层结合力好,具有良好的导电性和耐蚀性能。

关键词:　镁;　镁合金;　化学镀;　Ni2Cu2P

中图分类号:　TQ15312O646154　　　　文献标识码:　A　　　　文章编号:　1004-227X(2004)03-0006-03

ElectrolessNi2Cu2Pplatingofmagnesiumanditsalloys

JIAZhi2hua,WANGYu2ping

(CollegeofMaterialSciencesandEngineering,SouthwestUniversityofScience

andTechnology,Mianyang621002,China)

　　Abstract:ElectrolessplatingofNi2Cu2Pternaryalloyonmagnesiumanditsalloyswasstudied.Optimalprocessparameterswereobtainedbyorthogonaltest.ThestructureandpropertiesoftheNi2Cu2Pdepositweredetermined.The

depositisamorphousandhasgoodadhesion,conductivityandcorrosionresistance.

　　Keywords:magnesium;　magnesiumalloy;　electrolessplating;　Ni2Cu2P

1　前言

　　镁及镁合金是目前实际应用中最轻的金属材料(密度仅为1174g/cm3),具有比强度、比刚度高,电磁波屏蔽性、减震性、切削加工性好等一系列优点,因此被广泛应用于航空工业、汽车工业和电子通讯等领域。然而,由于镁的电极电势较负(-2136V),在空气中很容易被氧化,生成疏松、防护性能差的氧化膜,导致镁合金在潮湿的大气、土壤和海水中发生严重的腐蚀,限制了其广泛应用。为了提高镁合金的耐蚀性,一般采用化学氧化、阳极氧化、涂装等表面处理方法,虽有一定效果,但耐蚀、耐磨性能仍不够理想。镁合金化学镀镍处理,不仅可以获得较高的耐蚀性和耐磨性,而且能够在形状复杂的铸件上得到厚度均匀的镀层,因此是一种理想的表面处理方法。若在化学镀镍磷溶液中加入少量的铜盐或氧化铜,得到Ni2Cu2P三元合金镀层,则可进一步增加镁合金的耐蚀性和导电性,使合金应用领域更加广泛。

目前镁合金的化学镀镍主要有浸锌后化学镀和直接化学镀2种方法。浸锌法是在含焦磷酸盐的锌盐溶液中浸渍后,经氰化镀铜打底,然后进行化学镀。此法存在一定的缺点,如工艺较复杂,不适用于硅含量较高

　　收稿日期:2004-02-03　　修回日期:2004-03-19

的合金,氰化物的安全使用和废液处理问题等等。直接

化学镀镍铜合金的方法避免了上述缺点逐渐受到重视。因此,本文对镁及镁合金直接化学镀工艺进行研究,找出了最佳的工艺参数,并对镀层的组织、形态和性能进行了检测和分析。

2　实验部分

211　试剂和仪器

酸度计(PHS-3B型)、电子天平镁片(纯度96%)、(精度010001)、恒温磁力搅拌器(78HW-H)、氢氟酸(w=40%)、硝酸(w=70%)、CuO(分析纯)、碱式碳酸镍(分析纯)、柠檬酸(分析纯)、NH4HF2(分析纯)、NaH2PO2 H2O(分析纯)、EDTA2Na(分析纯)。212　工艺规范

本实验采用的工艺流程为:丙酮搅拌清洗(10min)→化学碱除油(NaOH+Na3PO4)→水洗→酸洗(HNO3+CrO3)→水洗→活化(HF)→化学镀Ni2Cu2P→烘烤。

化学镀液的基本组成如下:

碱式碳酸镍

CuO

12g/L01271g/L

5g/L10g/L20g/L

柠檬酸

NH4HF2

NaH2PO2 H2O

6

研究了镁及镁合金的化学镀Ni-Cu-P三元合金工艺, 通过正交试验获得了最佳的镀覆条件。并对镀层的组织结构及其性能进行了测试,所得的Ni-Cu-P三元非晶态镀层结合力好,具有良好的导电性和耐蚀性能。

EDTA2Na2g/L地下降(wP<3%)。因此本实验设计的最高温度为85℃,并利用水浴进行加热,避免局部高温,保证反应较好地进行。图2

表示了沉积速率和镀液温度之间的关系。

213　化学镀Ni2Cu2P实验正交设计

镁片的尺寸为115cm×2cm×0101cm。设计正交实验,正交实验的水平因素见表1,因素与水平的关系见表2。研究镀液的pH值、温度、镀覆时间、Cu/Ni质量比对化学镀的影响。

表1　正交实验水平因素表

水平

123

pH值6.27.07.8

θ/℃

758085

t(镀覆)/minm(CuO)∶m(NiCO3)

102030

1∶101∶201∶30

图1　镀液的pH

值与沉积速率的关系

表2　正交试验表L9及试验结果分析

实验号

123456789

m(增加)/g

w(增加质量)/%

0.03630.05270.05960.05380.05650.04690.05230.04820.0512

38.1242.3550.9644.4646.4141.2843.6740.9541.24

θ/℃

图2　镀液温度与沉积速率的关系

31113　时间

3　结果与讨论

311　正交试验结果讨论31111　镀液的pH值

镀液的pH值对沉积速率的影响很大。pH值高时,沉积速率很快,腐蚀较为严重,可以观察到镁片表面有大量气泡产生,pH值适宜在中性范围。图1是根据正交实验数据所得镁片沉积速率与pH值的关系,从图中可以看出,随着镀液pH值的增大,镁片的沉积速率开始逐

-渐升高。这是由于反应Ni2++H2PO2-+H2O→HPO2+3-3H++Ni,Cu2++H2PO2-+H2O→HPO2+3H++Cu受到3

反应时间 …… 此处隐藏：2774字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……