镁合金电镀锌工艺的应用研究
镁合金上二步法电镀锌的研究
镁合金上二步法电镀锌的研究周婉秋1,2,王晓民1,韩恩厚2(1.沈阳师范大学化学与生命科学学院,辽宁 沈阳 110034;2.中国科学院金属研究所材料环境腐蚀研究中心,辽宁 沈阳 110016)[摘 要] 为了提高镁合金基体与化学镀镍层间的耐电偶腐蚀性能,采用两步电沉积方法,在AM60镁合金上沉积金属锌镀层作为镁合金基体与化学镀镍层之间的过渡层。
SE M 观察显示,从硫酸锌为主盐的镀锌液中沉积的初始锌层较为粗糙,从碱性镀锌液中沉积的锌镀层覆盖在初始沉积层上,形成均匀致密的电镀锌层。
电位-时间曲线结果表明,锌镀层的自腐蚀电位接近-1.3V (SCE ),较镁合金基体电位有所提高。
锌中间层的存在有利于降低化学镀镍层与镁合金基体间的电偶腐蚀。
[关键词] 镁合金;电镀锌;耐蚀性;化学镀镍[中图分类号]T Q153.2 [文献标识码]A [文章编号]1001-1560(2008)01-0031-03 [收稿日期] 2007-10-27 [基金项目] 辽宁省教育厅科研基金资助项目(20211319)0 前 言镁合金高度的化学活性是进一步扩大其在汽车和电子产品中应用的主要障碍之一[1]。
无铬化学转化膜和微弧氧化膜的研究为镁合金的腐蚀防护开辟了有效途径[2,3]。
然而,由于化学转化膜和阳极氧化膜的半导体特征以及随后的有机物涂装,使其不适于应用在要求导电性和可焊性的场所。
化学镀镍层作为金属镀层能够满足这一特殊需求。
目前国内外的研究主要集中在镁合金上直接化学镀镍,采用含氟化合物进行前处理,在镁合金表面预先形成具有一定钝化特征的氟化物薄膜,采用碱式碳酸镍作主盐,在镍层沉积过程中,氟化物膜部分脱落露出镁合金基底,实现镁上直接化学镀镍[4,5]。
若镀层与基体结合力差,镀层厚度较薄或镀层中存在针孔和缺陷,腐蚀介质易于穿透镀层到达镁合金基体。
在3.5%NaCl 溶液中,镁合金基体的腐蚀电位为-1.6V (SCE )左右,化学镀镍层的腐蚀电位为-0.4V (SCE )左右。
AZ31镁合金环保型镀锌工艺的研究
AZ31镁合金环保型镀锌工艺的研究[摘要]采用二次浸镀锌前处理,设计并优化了AZ31镁合金环保型电镀锌配方和工艺参数,得到最佳工艺条件为：8g/L氧化锌,100g/L氢氧化钠,6.0ml/L DEP-Ⅲ ,4.0 mL/L WBZ-Ⅲ,4g/L酒石酸钾钠,阴极电流密度2.5A/dm2 ,温度15～75℃,时间10～30 min。
在上述工艺下获得了均匀细致,对基体具有良好保护作用的镀锌层,显著提高了镁合金的耐腐蚀性和装饰性。
0 前言镁合金具有密度小、比强度和比刚度高、阻尼减震性和电磁屏蔽性好、易机械加工和再回收利用等优点,被誉为21世纪可持续发展的“绿色工程材料”,在航空航天、电子、汽车等方面有着广泛的应用[1]。
但镁是活泼金属,其耐蚀性很差[2，3],作为结构材料使用时必须进行适当的表面处理[4]。
目前国内外采用的防腐蚀措施主要有化学镀和电镀等[4，5],这些处理方法大多对环境和人体有不同程度的危害,存在着污染问题[6]。
因此需要一种既能满足环保要求、又有商业价值的环保型镁合金表面处理方法[7]。
镀锌层在工业生产中有广泛的应用,能显著提高基体防护性和装饰性[8]。
在镁合金表面电镀锌,不仅可以保持镁合金本身的优点,还能大大提高其表面的耐腐蚀性能。
但由于镁合金的不稳定性,其表面电镀锌具有自己的特点[9]。
本工作以AZ31镁合金为基体,通过多次试验,获得了较佳的环保型镀锌工艺。
1 试验1.1 材料采用商用AZ31镁合金,对该合金进行光谱分析，其化学成分见表1。
1.2 工艺流程试样→打磨→化学除油→流动热水洗→流动冷水洗→表调→流动冷水洗→活化→流动热水洗→流动冷水洗→一次浸镀锌→退镀→二次浸镀锌→流动冷水洗→电镀锌→流动冷水洗→钝化→流动热水洗→流动冷水洗→干燥→试验结果测定。
1.2.1 前处理除油工艺：18g/L氢氧化钠,46g/L碳酸钠,28g/L磷酸钠,温度70～80℃,处理时间1～2min。
表调工艺：40.0g/L碳酸钠,40.0g/L硝酸铁，3.5g/L氟化钾,室温下处理2～3min。
探究镁及镁合金表面电镀镍工艺
当代化工研究Modern Chemical Research 2020•10工艺与设备探究镁及镁合金表面电镀镣工艺*杨向波(厦门宏发密封继电器有限公司福建361021)摘耍：本文会深入研究镁及镁合金表层电镀铢工艺手段，并提出具体餉执行方案.采取特殊的工艺方式对镁进行前期磨合，在运用酸性光亮镀镰的方法，从镁及镁合金表面获取镰镀层，从而保证工序的完整性.同时，还需要考虑前处理工艺、电流强度和添加剂的使用量对镀层的影响，为此，可以整合使用显微镜、微型扫描仪、电子探针等工具对镀层中的物质性能进行全方位的检测和研究.关键词：镁合金；电镀镖工艺；技术探究中图分类号：T文献标识码：AStudy on Nickel Plating Process on the Surface of Magnesium and Magnesium AlloyYang Xiangbo(Xiamen Hongfa Sealed Relay Co.,Ltd.,Fujian,361021)Abstracts In this paper,the process of nickel plating on the surface of magnesium and magnesium alloy is studied,and the specific implementation scheme is put f orward.A special process is adopted to run in the magnesium in the early stage,and the method of a cid bright nickel plating is used to obtain the nickel coating f rom the surface of m agnesium and magnesium alloy so as to ensure the integrity of t he p rocess.At the same time,we need to consider the influence of p retreatment p rocess,current intensity and the use of a dditives on the coating.Therefore,we can integrate the use of m icroscopes,micro scanners,electronic p robes and other tools to test and study the material p roperties of t he coating in an all-round way.Key words:magnesium alloy；nickel p lating p rocess\technical research引言镁及镁合金具有高强度、密度小的特点性能，结构也比较稳定，应用在各个领域中，有着比较广阔的发展前景。
镁合金新型电镀工艺研究
关 键 词 ： 合金 ； 镁 电镀 ； 耐蚀 性 ； 电化 学
中 图分类 号 ： １ ４ ４ ＴＧ ７ ． 文献标识 码 ： Ａ
层 ． 用记 时电位 和动 电位扫描 方法研 究 了镁 合金 的直接 电镀镍 行为 ， 用扫 描 电子显 微镜 采 采
（ Ｅ 和 ｘ射 线衍射 （ Ｒ 等 方 法对镀 层 的微 观 形 貌和 结 构进 行 分析 ． Ｓ Ｍ） Ｘ Ｄ） 结果表 明 ： 合 金 镁
表 面经脉 冲 电流 法预镀镍 后 ， 面形成 了稳 定 的薄层 镍镀 层 ， 表 可为后 续 电镀镍 合金 提供 性 能
【 ．Ｃ ｌ ｇ ｆＣｈ ｍｉ ｒ ｎ ｈ ｍｉａ ｇｎ ｅｉｇ．Ｈｕ ａ ｉｖ．Ｃ ａ ｇ ｈ ４ ０ ８ Ｃｈｎ ； １ ｏｌ ｅｏ ｅ ｓ ｙ ａ ｄ Ｃ ｅ ｃ ｌ ｅ ｔ Ｅｎ ｉｅ ｒ ｎ ｎ ｎＵｎ ｈ ｎ ｓ ａ １ ０ ２． ｉａ ２．Ｃ ｌ ｇ ｆＭｅａ ｕｇ ａ ｃｅ ｃ ｎ ｎ ｉｅ ｒ ｇ．Ｃｅ ｔａ ｏ ｔ ｉｖ ｏ ｌ ｅｏ ｔｌ ｒｃ Ｓ ｉｎ ｅａ ｄ Ｅ ｇｎ ｅ ｎ ｅ ｌ ｌ ｉ ｎｒｌ ｕ ｈＵｎ ．Ｃｈ ｎ ｓａ ４ ０ ８ ． ｈｎ ） Ｓ ａ ｇｈ １ ０ ３ Ｃ ａ ｉ
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文章 编 号 ：０ ０２ ７ （０ ６ ０ —１ ６０ １ ０ —４ ２ ２ ０ ）３０ ０—４
镁 合 金 新 型 电镀 工 艺 研 究
罗胜 联，
４０８ ； １ ０ ２
（ ．湖 南 大 学 化 学 化 工 学 院 ， 南 长 沙 １ 湖
镁合金电镀工艺
镁合金电镀工艺摘要：镁合金是目前最轻的金属结构材料。
具有高的比强度、高的刚度，良好的加工性能、电磁屏蔽性好、减震性好、尺寸稳定性、抛光性及铸造性，同时具有良好的机加工、焊接、抗冲击性能，且抗老化、原料丰富及可再循环等优良的综合性能。
在航空工业、汽车工业、电子通讯和军工业中有广泛的应用前景，被誉为最理想的电子产品壳体材料和轻型车辆转向系统材料[1-3]。
又由于质轻和良好的生物相容性，目前已被考虑用于植入人体的生物材料[镁合金是目前最轻的金属结构材料。
具有高的比强度、高的刚度，良好的加工性能、电磁屏蔽性好、减震性好、尺寸稳定性、抛光性及铸造性，同时具有良好的机加工、焊接、抗冲击性能，且抗老化、原料丰富及可再循环等优良的综合性能。
在航空工业、汽车工业、电子通讯和军工业中有广泛的应用前景，被誉为最理想的电子产品壳体材料和轻型车辆转向系统材料[1-3]。
又由于质轻和良好的生物相容性，目前已被考虑用于植入人体的生物材料[4]。
但其弹性模量低、可塑性差，特别是耐腐蚀性能差，严重影响了镁合金的广泛应用[5-6]。
镁在实用金属中电位最负，标准电极电位为-2.73V，易氧化，在空气中自发形成一层疏松多孔的氧化膜，在潮湿环境、酸性及中性介质中易受腐蚀，因此对镁合金表面进行处理以提高其耐蚀能力是十分必要的。
镁合金表面处理方法很多，如化学转化、化学氧化及阳极氧化、有机涂层、表面改性、金属镀层等处理方法，而在镁合金表面低温熔盐电镀铝具有良好的应用前景。
在电镀铝前必须对镁合金进行前处理，通常是以化学处理的方法得到适于电镀铝的一层转化膜，这一转化膜在镁合金电镀铝前起到暂时的保护作用，防止镁合金表面暴露在空气中氧化，且在电镀铝的过程中易被去除或被镀层替代，而对转化膜的机械性能不作过高要求。
本试验主要对镁合金电镀铝的前处理工艺进行研究，以期找到一种在镁合金表面电镀铝的简单有效的前处理方法。
1试验部分1.1试验所用材料所采用的试验材料为AZ261镁合金，各合金元素的质量分数分别为：w（Al）＝5.0％～7.0％，w（Zn）＝0.8％～1.0％，w（Fe）＜0.01％，w（Si）＜0.01％，w（Cu）＜0.03％，w（Ni）＜0.005％，余量为Mg。
镁合金电镀铝、镍工艺探索的开题报告
镁合金电镀铝、镍工艺探索的开题报告一、选题背景随着工业化的进程，高性能的轻质合金材料在航空、汽车等领域中得到了广泛的应用。
而镁合金是一种轻质高强度材料，有着良好的机械性能和热稳定性，同时还具有良好的可塑性和可加工性等优点。
然而，由于镁合金的表面易产生氧化层，导致在水环境中容易发生腐蚀。
因此，为了保护镁合金表面不被氧化和腐蚀，提高表面硬度、耐磨性和耐热性，需要对镁合金进行表面处理。
其中，电镀是一种常见的表面处理方法。
在镁合金电镀方面，通常采用铝、镍等金属材料进行电镀，以提高镁合金的表面硬度和耐腐蚀性能。
因此，本文将以镁合金电镀铝、镍工艺探索为研究方向，探讨镁合金表面处理的方法和技术，为镁合金的应用提供技术支持。
二、研究意义1. 提高镁合金材料的表面性能，增加其耐腐蚀、耐磨等性能，增强其在航空、汽车等领域中的应用价值。
2. 探索和研究铝、镍电镀在镁合金表面处理中的适用性和工艺技术，为该领域的技术发展提供参考和支持。
三、研究内容和方法1. 镁合金表面处理技术的研究，包括表面清洗、活化处理等方法，探讨不同工艺处理对镁合金表面的影响。
2. 镁合金电镀铝、镍工艺的优化研究，考察不同的电镀条件、材料比例、电流密度等因素对镁合金表面处理效果的影响。
3. 对电镀完成的样品进行表面分析和性能测试，包括扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、电化学测试等方法，评估镁合金表面处理的效果和性能。
四、预期结果和应用价值1. 确定最佳的镁合金表面处理工艺和条件，提高镁合金的表面性能和应用价值。
2. 研究铝、镍电镀在镁合金表面处理中的适用性和工艺技术，为该领域的技术发展提供参考和支持。
镁合金新型电镀工艺研究
摘要：在如今市场上，镁合金电镀有着广泛的需求，如今对镁合金进行电镀的工艺已经能够大量的生产，并且电镀质量也有了可靠的保证，但是想要对电镀新工艺进一步的推广，仍然面临着很多困难。而本文则主要从其生产工艺地进行讨过脉冲电流法直接进行电镀镍之后，通过电沉积等操作，使镀层金属具有更加优良的结合力，耐腐蚀性能也更加优异。
1具体的处理方法
1.1镁合金电沉积方法
在镁合金表面的镍镀层获得结合力并且防护装饰性能优良，研究了一种新工艺可以在镁合金表面直接电镀镍，之后再通过对镁合金进行电沉积的方法，而达到电镀的目的。以下是以往使用的三种镁合金电沉积方法:一是将块状镁合金放入锌之中进行处理，然后使用氰化物预镀铜，再进行后续的电处理。虽然这种方法也可以得到较好的镀层，但是整体工艺繁杂错乱，对人力的消耗比较花费。而且氰化物是有剧毒的，对环境污染大，应用受到较大的限制。二是直接对镁合金表面使用化学镀镍，然后在这一基础上，沉积其他金属，这种方法虽然不简略容易操作，但是它的镀层与基底结合力比较差，而且产品的质量是不受控制的，催化剂寿命短，花费的成本比较高。
3.2进行电镀的方式
对镁合金进行电镀的方式主要有两种：第一是直流电镀，第二是脉冲电镀。而传统镁合金电镀时，通常采用的方式是直流电镀，通过清洗、活化、浸锌等一系列工艺流程，从而能够实现镁合金电镀的工艺，也能够得到具有更好结合力的致密层。同时在达到了电镀结果同时还能够使化学镍镉步骤进一步的简化。在很长一段时间内，工作人员一直在研究如何通过直流电镀的方式向镁合金表面上镀上镍等金属，而无数的实验数据能够表明：具有相同厚度的电镀镍层比使用化学电镀法镀上的镀层具有更好的抗腐蚀性能，而直流电镀的镍层其抗腐蚀性更加优良，还提高了镁合金的硬度。
而相比于直流电路，通过脉冲电镀的方式进行镁合金的电镀能够进一步的使电沉积过程发生改变，也可以通过使频率、平均电流密度以及波形等参数发生改变，而将电沉积过程在一定范围之内随之发生改变。相比于直流电镀，通过脉冲电镀的方式进行镁合金的电镀，能够使得镁合金表面具有相同颗粒大小的金属还能够更好的去排列，并且一些科学家为了使镀层的防护能力进一步完善。还深入了研究了进行脉冲电镀锌。通过对操作的数据以及参数进行分析，得出了结论。即在脉冲电镀锌条件之下得到的镀层具有更加光亮，还具备有更好的耐腐蚀性能的效果。除此之外，在不含有添加剂的碱性镀锌体系之中，利用脉冲电镀的方法对镁合金进行电镀，能够获得质量更好的镀层。而与此同时，添加进的添加剂的含量也能够进一步的减少，通过研究了如何在镁合金上进行电镀的方式能够得出结论：无论是电流密度的大小还是频率以及电镀的时间，都能够直接影响到镀层的颗粒，大小，厚度，以及相对质量。
镁合金电镀锌工艺与机理研究的开题报告
镁合金电镀锌工艺与机理研究的开题报告
一、研究背景
镁合金作为轻量化材料，具有优异的力学性能和耐腐蚀性能，在航空、汽车、电子等领域得到了广泛应用。
但是，由于镁合金本身易受腐蚀，因此需要采取特殊措施来提高其耐蚀性能，其中电镀锌是一种重要的表面处理方法。
目前，国内外对镁合金电镀锌的研究主要集中于电镀工艺的优化和表面性能的改善。
然而，少有研究探讨电镀锌的机理。
因此，本研究将对镁合金电镀锌的机理进行深入研究，以期为优化电镀工艺和提高电镀锌膜性能提供理论支持。
二、研究内容
1、对比不同电镀工艺对镁合金电镀锌层的影响，分析其差异原因。
2、研究电镀锌膜的成分、晶体结构、显微结构等性质，分析其形成机理。
3、探究电镀锌膜与基体之间的界面反应与化学反应机理。
三、研究意义
1、可以为镁合金的表面处理提供新的思路和技术路线。
2、可以为提高镁合金的抗腐蚀性能提供有益的理论指导。
3、可以促进镁合金在航空、汽车、电子等高端制造领域的应用。
四、研究方法
本研究将采用电化学测量、SEM、XRD等方法对镁合金电镀锌进行性能测试和表征，同时借助第一性原理计算模拟等手段，对电镀锌的机理进行探究。
五、预期成果
通过本研究，可以探究镁合金电镀锌的机理，并为镁合金的表面处理提供新思路和技术路线，提高其耐腐蚀性能，推进其在高端制造领域的应用。
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镁合金电镀锌工艺的应用研究
镁合金上电镀锌可以大大提高镁合金表面的耐腐蚀性能，同时具有外形美观、硬度高、耐磨性好等优点，因而获得了广泛的应用。
锌镀层可以作为后续镀层的底层，钝化后也能满足防护与装饰的要求。
与其他镀种相比，镀锌成本低廉，防护与装饰效果较好，镀液相对稳定。
国内研究者进行了很多这方面的研究工作。
刘云娥等比较了浸锌层基础上不同溶液体系电镀锌的优劣。
硫酸盐镀锌时，由于镀液酸性较强，易腐蚀镁合金基体。
锌酸盐镀锌在电流密度3.0～4.0A/dm2、时间20min的条件下，可获得致密性、结合力良好的镀层。
焦磷酸盐电镀锌在电流密度2.0～3.0A/dm2、时间10min的条件下，可得到结合力良好的镀层。
加入添加剂如植酸和香兰素，有利于降低焦磷酸盐镀锌层的孔隙率。
周婉秋等采用两步电沉积法在AM60镁合金上沉积了金属锌镀层，作为镁合金基体与化学镀镍层之间的过渡层。
锌中间层的存在有利于降低化学镀镍层与镁合金基体间的电偶腐蚀。
尹建军等通过适当的浸蚀和活化工艺对AZ91D镁合金进行了预处理，然后用碱性镀锌工艺获得了均匀、致密、外形美观，与基体结合牢固的锌镀层。
韩夏云等也进行了镁合金电镀锌的研究工作。
采用浸锌工艺作为电镀前处理工艺，所得的浸锌层均匀、致密，在电镀过程中可以很好地保护基体不受镀液的腐蚀，同时作为中间层为电镀层提供良好的结合力。
哈尔滨工业大学联合山东威海市量具厂科研人员在浸锌工艺基础上对比研究了碱性锌酸盐电镀锌工艺和焦磷酸盐电镀锌工艺。
通过以上研究得出结论：镁合金碱性锌酸盐镀锌工艺所得的锌镀层光亮，耐蚀性高，碱性锌酸盐镀锌层厚度超过10μm时，钝化后呈均匀五彩色，中性盐雾试验超过96h。
焦磷酸盐镀锌工艺整平能力好，镀层结晶细致。
以焦磷酸盐镀锌层作为底层，再碱性锌酸盐加厚镀锌，能有效改善锌镀层的光泽度和耐蚀性，同时降低成本。