镁合金经压铸形成之后表面会出现很多杂质,将其暴露在空气中,因其活泼的化学性质很容易与空气中的某些物质发生氧化还原反应,在基体表面形成一层致密的氧化膜层,在化学镀镍的时候,此膜会阻止需要堆积的元素堆积在基体表面,导致镀镍失败,所以应该予以去除[20]。但老的膜层在用化学反应去除的时候,暴露在空气中的基体很快又会形成新的氧化膜层,因而在对基体进行前处理的过程中要进行化学反应在其表面形成一层新的膜,而且镁合金基体对反应生成的膜还有诸多要求。第一,这层膜要能使镁合金暴露在空气中的时候不被气体反应,简而言之就是致密且能隔绝空气,第二,这层膜在电镀过程中能轻松去除,第三,镁合金的标准电位为负[21],比别的金属都要低,在镀液中易与其他金属发生电偶腐蚀,破坏金属基体,所以形成的镀层厚度要合适,避免腐蚀电流加大[22]。所以前处理过程就显得尤为重要,能否形成合适的镀层决定了能否成功化学镀镍。86685
当前的镁合金前处理方法主要有传统浸锌法和直接化学镀镍法这两种,其中最具有代表性的是DOW工艺,它发展最早,但由于工艺不成熟,导致得到的镀层厚薄不均匀且结合能力不强,容易掉落,后来经过其他研究员的改造,对DOW工艺中的酸洗活化等工序都加以改进;再后来在其中加入氯离子[23],得到了一种超越以往的WCM工艺,这种方法获得的镀层厚薄均匀,而且各方面性能都获得进一步提高;到了近现代,科学研究人员又对DOW工艺进一步做了改良,在酸洗活化工艺后又进一步添加了碱性活化,在两步活化法的基础上在镁合金表面得到了一层镍金镀层,且该金属镀层结合力良好;科研人员将WCM工艺中原来的铬酸盐酸酸洗配方改为乙酸和硝酸钠之后,获得了显著成果。但是归根结底这些工艺流程的前处理工艺都有碱洗、酸洗、活化等步骤[24]。
各种工艺的酸洗活化这两个前处理步骤都比较简洁,但这两个步骤可以在镁合金表面形成一层事关镀镍成功与否的镀层而让科学家重视,但在前人研究的工艺基础上继承而来的酸洗工艺中大都还有铬离子,这种重金属有毒物质不管是对人还是对环境都有巨大危害,活化中的氟化氢也同样如此,因此,科学家们将目光转向无氟无铬的研究工艺上来。除了铬酸盐系列,目前已经研究出并可以使用的还有磷酸盐、锡酸盐、和稀土盐等系列[25]。论文网
1磷酸盐系列
磷酸盐转化膜是在镁合金表面发生反应,生成含磷酸盐的膜层,该膜层不导电,可防止镁合金的电偶腐蚀,酸洗液配方不同,在镁合金表面反应生成的磷酸盐膜的各种属性也就不同,最常见的两种膜层分别是由呈碱性的磷酸盐或氨盐为配方的处理液反应形成的磷化转化膜和由磷酸二氢盐在金属基体表面反应生成的磷化伪转化膜。这两种膜的磷盐组成不同,性质也各异,因此我们可以根据不同的要求选用不同的磷酸盐来为带镀金属基体进行合适的前处理。
2锡酸盐系列
锡酸盐配方处理液污染较小,而且形成的膜层性能优异,外观和其他酸形成的膜简直天壤之别,,表面平整光洁,令人赏心悦目。化学性能也有大幅提高,例如基体耐蚀性能显著提高,而且膜层几乎无孔,发生电偶腐蚀的几率很小,而且它的导电性也较为优秀,这给电子产业的发展提供了巨大的便利,但因为膜层的改变使得膜层的柔韧性和抗摩擦性减弱,所以在电子产业上的发展仍需要一些必要的防护措施。
3稀土盐系列
就目前而言,在无铬转化处理中最受人瞩目的就是镁合金的稀土转化了,因为这种成膜方式比较简便,只需合理调节配方处理液的溶液浓度、室内室温和反应时间,就可以获得稀土膜,此膜对环境危害比较低,同样对人体的危害也减小,但耐蚀性反而获得空前提升,相信在不久的将来,可以在各种镀镍前处理中看到它的身影。