第5章2011-2012年电镀工艺课件不同材料的镀前处理综述

§5.1铝及其合金的电镀前处理1.铝及铝合金的优点2.铝及铝合金表面处理方法3.铝及铝合金电镀的难点4.铝及铝合金的一般电镀前处理5.铝及其合金上不合格镀层的退除第一页第二页，共185页。一铝及铝合金的优点密度小、易加工、易于铸造形状复杂零件、导电性、导热性、延展性、切削性、反射性好第二页第三页，共185页。金属MgCuZn非金属Si铝合金第三页第四页，共185页。二铝及铝合金表面处理方法电镀化学镀化学转化阳极氧化涂装激光处理抛光砂面微弧氧化及电化学陶瓷成膜技术（化学氧化）（电化学氧化）第四页第五页，共185页。序号镀层用途１铜／镍／铬改善装饰性（一般大气防护）２镍／硬铬（或松孔铬）提高表面硬度与耐磨性或尺寸修复３铜／锡／热浸锡（或锡铅合金）铜／铜锡合金／热浸锡（或铅锡合金）具有润滑性４铜／银／金（或金铜合金）铜／银铜合金／金（或金铜合金）铜／镍／铑提高导电性５镍／锡（或锡铅合金）改善钎焊性能６黄铜提高与橡胶件胶黏的结合力铝及其合金电镀的主要用途第五页第六页，共185页。铝上镀层属于阴极性镀层，降低孔隙率、镀层厚些。第六页第七页，共185页。三铝及铝合金电镀的难点（1）铝及其合金的活性高，对氧有高度的亲和力，自然条件下，铝表面能迅速地生成一层致密的0.01-0.1μm的氧化膜，甚至刚刚除去氧化膜的金属裸露表面又会迅速重新生成氧化膜，它严重降低了镀层与基体的结合力。第七页第八页，共185页。（2）铝的电极电势很负，为-1.67V。形成氧化膜后为-0.5V；在水溶液中能与许多金属离子发生置换反应，在铝表面形成置换镀层，影响结合力。当与其他金属接触时，易发生电偶腐蚀，对电镀造成不良影响。第八页第九页，共185页。（3）铝是酸碱两性金属，在酸性、碱性溶液中都不稳定，在电镀前的表面处理过程中或处理过程后，使发生的反应变得复杂，尤其铝合金表现更为突出。第九页第十页，共185页。（4）铝的线膨胀系数大，为24╳10-6/℃，比其他金属镀层大，因此不宜在温度变化较大的范围内进行电镀，否则引起较大的应力，使镀层与基体的结合力不牢，甚至发生破裂。第十页第十一页，共185页。金属膨胀系数Х10-6金属膨胀系数Х10-6铬7银19钢11铝24镍13锡27金14锌27黄铜18镉31铜18一般金属的平均膨胀系数第十一页第十二页，共185页。（5）多数镀层对铝材是阴极性镀层，为了防腐和装饰，镀层的孔隙率应尽量低，而且厚度要大些。第十二页第十三页，共185页。（6）各种铝合金中其他元素含量的差异也给铝合金镀前处理造成困难。不同铝合金呈现不同的冶金结构和不同的电化学行为，加入的合金元素可能以以下几种不同的形态存在于铝合金中：以铝及其他元素组成的金属间化合物的形式存在以固溶体形式进入铝的晶格以元素本身的显微质点形式几种合金元素之间也可以形成化合物第十三页第十四页，共185页。（7）铸造铝合金具有砂眼、气泡、孔隙、夹杂物等缺陷，电镀过程在这些砂眼和气孔中常会滞留残余的溶液和氢气等，引起化学和电化学腐蚀，这往往会降低镀层与基体间的结合力，产生镀层起泡和脱落。第十四页第十五页，共185页。（8）由于铝及其合金种类繁多，而同一种合金又可能有不同的热处理状态，因此很难找到一种能适合各种成分、不同金相结构和表面状态的通用的预处理工艺。第十五页第十六页，共185页。（9）由于基体铝与镀层金属在原子直径和晶格常数之间的差别，使得镀层金属在基体界面上有的部分能形成原子间紧密镶嵌，有的则不能，这就影响到镀层对基体的黏附性能。第十六页第十七页，共185页。第十七页第十八页，共185页。四铝及铝合金的一般电镀前处理除油浸蚀出光第十八页第十九页，共185页。浸金属法（浸锌法）阳极氧化化学氧化铝合金一步镀铜法直接电镀法化学镀镍电镀薄锌层盐酸浸渍法其他酸液或碱液浸渍交流电处理法机械法预镀电镀第十九页第二十页，共185页。出光：铝及其合金中的某些金属或非金属杂质，如铜、铁、锰、硅等，在除油和碱浸蚀中是不能除去的，在铝件表面残留着一层灰黑色的膜，它们的主要成分是一些金属、非金属氧化物，必须在酸溶液中浸蚀除去，这个过程称为出光。第二十页第二十一页，共185页。出光

HNO3HF（NH4HF2）

H2SO4

CrO3

第二十一页第二十二页，共185页。１、浸金属法浸锌法浸重金属法浸锌浸锌镍浸多元合金浸锡浸镍浸铜浸铁第二十二页第二十三页，共185页。化学浸锌浸锌的概念浸锌原理浸锌工艺规范常见的浸锌溶液浸锌注意事项浸锌溶液的配置浸锌的优缺点第二十三页第二十四页，共185页。

将铝及其合金浸入强碱性的锌酸盐溶液中，在清除表面氧化膜的同时，置换出一层致密的锌层，防止铝的再氧化，并且能在锌层上沉积其他金属，浸锌后使表面的电极电位向正的方向移动，从而使随后的镀层与基体有良好的结合力。化学浸锌：(1)化学浸锌的概念第二十四页第二十五页，共185页。

Al2O3+NaOH2NaAlO2+H2O(2)浸锌的原理首先，铝表面的自然氧化膜溶解第二十五页第二十六页，共185页。随后裸露出来的金属铝与溶液中的锌离子发生共轭的电化学反应Al+3OH-Al(OH)3+3e-Al(OH)3AlO2-+H2O+H+阳极阴极[Zn(OH)4]2-+2e-Zn+4OH-2H2O+2e-H2+2OH-

第二十六页第二十七页，共185页。由于锌和铝电位比较接近及氢在锌上析出的超电势较高（0.75V），因此反应缓慢而均匀，这样就能够在铝上沉积一层结合力好的细小致密的锌层。第二十七页第二十八页，共185页。(3)浸锌的工艺规范有机溶剂除油化学除油碱蚀出光一次浸锌退锌二次浸锌电镀闪镀NiCuZn第二十八页第二十九页，共185页。通常第一次浸锌层粗糙多孔，附着力不良，所以大都在500mL/L硝酸中将其溶解后再进行第二次浸锌。两次浸锌可在同一个槽液中进行，也可以先在浓溶液后在稀溶液中进行。第二十九页第三十页，共185页。(4)常见的浸锌溶液基础锌酸盐浸锌溶液酸性浸锌溶液改良的浓浸锌溶液改良的稀浸锌溶液邦得尔浸锌溶液有氰浸锌镍合金溶液无氰浸锌镍合金溶液第三十页第三十一页，共185页。基础锌酸盐浸锌溶液组成含量NaOH

400-500g/LZnO80-100g/L第三十一页第三十二页，共185页。酸性浸锌溶液组成含量ZnSO4·7H2O720g/LHF(48%)17.5mL/L第三十二页第三十三页，共185页。改良的浓浸锌溶液组成含量NaOH500-520g/LZnO100g/LKNaC4H4O6·4H2O10g/LFeCl3·6H2O1-2g/L第三十三页第三十四页，共185页。改良的稀浸锌溶液组成含量NaOH120g/LZnO20g/LKNaC4H4O6·4H2O40-50g/LFeCl3·6H2O1-2g/L第三十四页第三十五页，共185页。邦得尔浸锌溶液组成含量NaOH120g/LZnSO4·7H2O40g/LNiSO4·6H2O30g/LCuSO4·5H2O5g/LKNaC4H4O6·4H2O40g/LFeCl3·6H2O2g/LKCN10g/L第三十五页第三十六页，共185页。有氰浸锌镍合金溶液组成配方一含量NaOH100g/LZnO5g/LNiCl2·6H2O15g/LFeCl3·6H2O1g/LKNaC4H4O6·4H2O20g/L络合剂NaCN15g/LCu(CN)2NaNO33g/L配方二含量40-100g/L5-10g/L30g/L2g/L30g/L4-6g/L2-4g/L第三十六页第三十七页，共185页。无氰浸锌镍合金溶液组成配方一含量NaOH130g/LZnO13g/LZnSO4·7H2ONiCl2·6H2O15g/LNiSO4·6H2OFeCl3·6H2O2g/LKNaC4H4O6·4H2O10g/L辅助络合剂NaNO32g/L配方二含量200g/L30g/L30g/L2g/L30g/L40g/L第三十七页第三十八页，共185页。浸锌溶液的发展方向无氰、无氟、无铅、无亚硝酸盐、低浓度多元合金化第三十八页第三十九页，共185页。(5)浸锌注意事项搅动溶液，使吸附的氢气脱附每道工序水洗充分出光后在空气中停留时间要短铝丝挂具发花、不均匀应重浸第三十九页第四十页，共185页。(f)溶液浓度的影响在稀溶液中沉积物呈树状结构且粗大在浓溶液中沉积物呈结晶细致添加剂改善了锌层的结晶性质，增加了沉积层与铝基体的结合力和抗腐蚀性能硝酸钠阻止锌的结晶成长，促进晶核生成，使锌层细致光亮第四十页第四十一页，共185页。(g)浸锌温度的影响温度升高，锌的结晶成长速度增快，锌层越厚，但锌层粗糙温度降低，有利于晶核的形成，锌层较薄，但均匀细致第四十一页第四十二页，共185页。(h)浸锌时间的影响浸锌初期前20s沉积较快，之后沉积速度减慢，超过2min后，锌层反而恶化一般浸锌时间0.5-1min依材料而定，铝铜合金时间长些，铝硅合金则短些第四十二页第四十三页，共185页。(i)铝材物理状态铝基材中重金属成份越高，锌层的沉积越厚，结合力越差，对于铝硅合金压铸件则更甚第四十三页第四十四页，共185页。(k)铝铜合金，压铸铝件，应用硝酸、氢氟酸出光，水洗后必须彻底甩净，不得将酸和水带入浸锌槽，并迅速进浸锌槽(j)对于铝合金压铸件，喷砂不适于表面装饰，而应进行机械抛光，但不能抛光过度第四十四页第四十五页，共185页。(l)镀镍时要带电入槽，并在开始几分钟内使用冲击电流，然后逐步过渡到金属镍正常电流的1/2-2/3。冲击电流可以阻止锌的溶解，铝基体的腐蚀；正常生产使用小电流可防止零件烧焦，产生气泡、条纹；如果使用较高电流，必须阴极移动第四十五页第四十六页，共185页。(m)由于铝和镍、铬膨胀系数相差较大，且镀镍、镀铬溶液温度过高，所以在镀前宜将零件用35-45℃温水冲洗，防止零件骤冷骤热第四十六页第四十七页，共185页。(6)浸锌溶液的配置氧化锌加入氢氧化钠氯化铁加入酒石酸钾钠中第四十七页第四十八页，共185页。(7)浸锌的缺点在潮湿的腐蚀性环境中，锌相对于镀覆金属是阳极，锌将受到横向腐蚀，最终导致表层剥落第四十八页第四十九页，共185页。概念主要特点常见种类工艺流程注意事项２、铝及其合金阳极氧化后电镀第四十九页第五十页，共185页。(1)、概念是铝及其合金在阳极氧化溶液中形成较大孔径的氧化膜层，以阻止铝件在随后的镀液中发生金属的接触沉积，作为电镀的底层而提高结合力的一种方法。3微米

铝及其合金电镀前的阳极氧化：第五十页第五十一页，共185页。导电酸性电解液第五十一页第五十二页，共185页。(2)、主要特点导电性孔隙率＋第五十二页第五十三页，共185页。(3)、常见种类磷酸阳极氧化硫酸阳极氧化草酸阳极氧化第五十三页第五十四页，共185页。磷酸阳极氧化膜、草酸（硫酸）阳极氧化膜的比较磷酸阳极氧化膜表面粗糙孔最大的孔体积电阻小形核多镀层平滑均匀，结合力好实际应用广草酸（硫酸）阳极氧化膜致密孔多，孔径小大难，晶核形成部位：伤痕，缺陷处疏松，甚至结瘤少第五十四页第五十五页，共185页。磷酸阳极氧化工艺规范磷酸(85%)300-420g/L硫酸(98%)1g/L草酸1g/L十二烷基硫酸钠1g/L温度25℃阳极电流密度1-2A/dm2电压30-60V时间10-15min第五十五页第五十六页，共185页。

(4)、工艺流程阳极氧化0.5~1mL/LHF活化数秒电镀暗镍焦磷酸镀铜第五十六页第五十七页，共185页。(5)、注意事项氧化膜的孔隙率随磷酸、温度、电流密度的增加而增加；氧化膜的厚度一般3微米，随磷酸的增加而减小；搅拌溶液时间20分左右不易在强酸、强碱中电镀，pH=5~8带电入槽，冲击镀：2-3倍，0.5-1.5min第五十七页第五十八页，共185页。3化学氧化后电镀工艺流程化学氧化（铬酐、磷酸、氟化钠）硝酸:5％氢氟酸＝1:1活化1秒预镀中性镍镀酸铜镀镍镀铬第五十八页第五十九页，共185页。4铝及其合金一步法镀铜以H2SO4—CuSO4做电解液，在该电解液中先对铝合金工件进行阳极氧化处理，随后在同一镀槽内电沉积铜，也就是将镀前特殊处理和电镀两个过程合并在同一镀槽内完成，简化了铝合金电镀的工序。铝及其合金一步法镀铜：第五十九页第六十页，共185页。工艺流程化学除油酸浸蚀一步法镀铜镀厚铜焦磷酸镀铜酸性光亮镀铜阳极氧化→镀铜电镀其他金属第六十页第六十一页，共185页。五铝及其合金上不合格镀层的退除硫酸(d=1.84)400~500mL硝酸200~250mL水200~250mL温度室温第六十一页第六十二页，共185页。铝合金电镀新工艺第六十二页第六十三页，共185页。铝合金压铸件毛坯→毛坯检验→机械抛光→汽油或三氯乙烯除油→凉干→上夹具→化学除油及碱腐蚀→温水清洗→冷水洗→流水中清洗→酸蚀→水洗→流水中清洗→浸Ｈ·Ｓ·Ｆ溶液→水洗→流水清洗→镀光亮镍(最好带电入槽)→水洗→流水中清洗→5%Ｈ2ＳＯ4溶液中活化→水洗→流水中清洗→镀枪黑色→水洗→流水中清洗→化学钝化→水洗→流水中清洗→烘干(5～10分钟)→下夹具→检验→浸漆或喷漆。第六十三页第六十四页，共185页。Na2CO330g/LNa3PO430g/L添加剂2～4g/LOP-10乳化剂0.5～1mL/L温度75～85℃时间30～60s碱蚀溶液第六十四页第六十五页，共185页。HNO33份HF1份水少量温度室温时间20～40s出光溶液第六十五页第六十六页，共185页。Ｈ·Ｓ·Ｆ液是浸锌溶液的改进，是自行研制的专用于铝件表面预处理的溶液，所获得的多元合金层结构紧密，结晶细致，孔隙较小，结合力良好，而且浸Ｈ·Ｓ·Ｆ溶液后可以直接光亮镀镍，简化了电镀工序，其工艺规范如下：

Ｈ·Ｓ·Ｆ浓缩液500mL/L水余量温度15～30℃时间30～40s浸多元合金浸锌溶液第六十六页第六十七页，共185页。硫酸镍(NiSO4·7H2O)250g/L氯化镍(NiCl·6H2O)60g/L硼酸(H3BO3)40g/L十二烷基硫酸钠0.05～0.1g/L光亮剂适当pH4～4.5温度52～55℃阴极电流密度2.5～4A/dm2时间12～15min阴极移动需要光亮镀镍溶液第六十七页第六十八页，共185页。注意电镀光亮镍时最好带电入槽，用大一倍的电流冲击镀1～2min，然后按常规镀镍。第六十八页第六十九页，共185页。国内枪黑色电镀工艺大都是锡镍合金镀层,

也有锡钴合金镀层；其镀液有3种类型：氟化物型、氰化物型、焦磷酸盐型第六十九页第七十页，共185页。SnCl2·2H2O13～15g/LNiCl2·6H2O55～60g/LK4P2O7·3H2O230～250g/LＨ·Ｓ·Ｆ-2添加剂5～15g/L氨水或乙二胺5～10mL/LpH8～9T45～55℃t1～3minDk0.5～1.5A/dm2阳极镍板阴极移动需要枪黑色电镀溶液应力发黑剂第七十页第七十一页，共185页。氯化亚锡氯化镍焦磷酸钾（１）（２）Ｓ.Ｈ.Ｆ添加剂氨水第七十一页第七十二页，共185页。①把计算量的氯化亚锡、氯化镍及焦磷酸钾等分别用50～60℃热水溶解。②把溶解好的锡盐和镍盐溶液在不断搅拌下慢慢加至焦磷酸钾溶液中，再搅拌15min左右，若有混浊，还要继续加温搅拌直至全部澄清。③加入计算量的添加剂，用水溶解时加少量NaOH。④将计算量氨水加入，加水至所需容积，搅拌均匀。⑤测量并调整pH至8～9，加温至45～55℃,边电解边试镀。枪黑色电镀液配制第七十二页第七十三页，共185页。

氨水或乙二胺：加入氨水可降低镀层的内应力，并使镀层色泽均匀，由于氨水气味重，镀液经加温后，挥发更严重，故采用乙二胺替代。注意第七十三页第七十四页，共185页。Ｈ·Ｓ·Ｆ-2添加剂也称发黑剂，是锡、镍离子的络合剂，是枪黑色电镀不可缺少的组份。由于发黑剂种类和含量的不同，可获得浅、中、深铁灰色和茶色外观。注意第七十四页第七十五页，共185页。铬酐40～60g/L醋酸1～2mL/L温度室温时间30～60s化学钝化第七十五页第七十六页，共185页。

老化镀层，改善提高镀层的耐蚀性。镀层钝化后，经水洗，放入烘箱内在100℃中烘干15～20min即可。坚膜第七十六页第七十七页，共185页。

涂漆的目的，是延长枪黑色镀层的使用寿命。根据产品质量档次高低而定。一些低档次的产品浸油提高防蚀性能，产品质量要求高的，必须进行喷漆处理。涂漆第七十七页第七十八页，共185页。一种工业生产上应用的

铝合金电镀工艺流程第七十八页第七十九页，共185页。第七十九页第八十页，共185页。第八十页第八十一页，共185页。第八十一页第八十二页，共185页。第八十二页第八十三页，共185页。第八十三页第八十四页，共185页。第八十四页第八十五页，共185页。二氧化硒2-巯基苯并咪唑第八十五页第八十六页，共185页。第八十六页第八十七页，共185页。第八十七页第八十八页，共185页。第八十八页第八十九页，共185页。第八十九页第九十页，共185页。第九十页第九十一页，共185页。铝合金零件而言，目前比较成熟并被普遍采用的方法是浸锌处理后再预镀碱性化学镍的方法。第九十一页第九十二页，共185页。除油碱蚀出光一次浸锌退锌二次浸锌碱性化学镀镍铝合金的化学镀镍工艺酸性化学镀镍烘烤或热处理钝化干燥第九十二页第九十三页，共185页。注意对于一些表面要求很高的工件（如电脑光盘），为了避免过腐蚀，一般采用酸性浸锌溶液代替碱性浸锌，以避免形成毛细管腐蚀孔，造成镀层粗糙。第九十三页第九十四页，共185页。由于锌在碱性溶液中的腐蚀速率小，先置换一层镍后，在进入酸性化学镀镍溶液，锌就不会被溶解，并形成自发催化镀镍层，保护了去除氧化膜的新鲜铝表面，从而保证了镀层与基体的结合力，延长了镀液使用寿命。注意第九十四页第九十五页，共185页。铝合金的化学镀镍应用第九十五页第九十六页，共185页。铝及其合金光亮化学镀镍化学除油碱蚀1:1硝酸出光浸锌预镀镍化学镀镍表面条件处理第九十六页第九十七页，共185页。浸锌氢氧化钠/(g/L)500氧化锌/(g/L)100酒石酸钾钠/(g/L)10氯化铁/(g/L)1温度/℃15-30时间/s30-60第九十七页第九十八页，共185页。表面条件处理氨水/(mL/L)250柠檬酸钠/(g/L)6温度/℃室温时间/s20-30第九十八页第九十九页，共185页。预镀镍氨水/(mL/L)250柠檬酸钠/(g/L)6醋酸镍/(g/L)2乳酸/(mL/L)10三乙醇胺/(mL/L)

10pH10-11温度/℃室温时间/s30-60第九十九页第一百页，共185页。铝及其合金化学镀镍硫酸镍/(g/L)30次亚磷酸钠/(g/L)30柠檬酸钠/(g/L)8乳酸/(mL/L)30硫酸铵/(g/L)

20pH4.0-4.5温度/℃60±5℃时间/s30-60min第一百页第一百零一页，共185页。铝及其合金上化学镀金除油化学抛光清洗化学镀金清洗第一百零一页第一百零二页，共185页。防锈铝LF2化学镀镍工艺化学除油碱蚀1:1硝酸出光二次浸锌化学镀镍第一百零二页第一百零三页，共185页。浸锌氢氧化钠/(g/L)180-200氧化锌/(g/L)8-30温度/℃25-33时间/s40-50第一百零三页第一百零四页，共185页。防锈铝LF2化学镀镍硫酸镍/(g/L)30次亚磷酸钠/(g/L)25复合络合剂/(g/L)20-30醋酸钠/(g/L)10糖精/(g/L)

1-2稳定剂/(g/L)少量pH4.6-4.8温度/℃85-90第一百零四页第一百零五页，共185页。铝合金电镀前处理新技术日本本田电气研究所开发出一种铝合金电镀前处理新技术。在硫酸溶液中，通过特殊的电流波形，这种特殊的电流波形，使正、负电流在1秒内变化数十次，从而由铝合金产生的氢气除去表面的氧化膜，起到了活化的作用，然后再除去原材料中的杂质，进行化学镀镍，再进行一般的金属电镀。第一百零五页第一百零六页，共185页。采用这种方法，耐蚀性提高了1倍，工序则缩短到浸锌的2//3，材料成本减少6%，即使形状复杂的零件，也能对其细小的部位进行完全的处理，不再有次品出现。第一百零六页第一百零七页，共185页。第一百零七页第一百零八页，共185页。第一百零八页第一百零九页，共185页。第一百零九页第一百一十页，共185页。第一百一十页第一百一十一页，共185页。第一百一十一页第一百一十二页，共185页。第一百一十二页第一百一十三页，共185页。第一百一十三页第一百一十四页，共185页。合金价格锌合金3万元一吨铝合金2万元一吨镁合金1万元一吨第一百一十四页第一百一十五页，共185页。目前国内外对镁合金进行工业化表面处理的方法，主要是将镁合金表面氧化预处理后进行涂料涂装§5.2镁及其合金的电镀前处理

第一百一十五页第一百一十六页，共185页。§5.2.1镁及其合金的浸锌法§5.2.2镁及其合金的化学镀镍第一百一十六页第一百一十七页，共185页。镁及其合金特点最轻的结构金属颜色：银白色电极电位:E=-2.37v第一百一十七页第一百一十八页，共185页。优点：镁合金资源丰富，尤其在我国，占有量超过全球总量的70%；镁合金的比重为1.78-1.81g/cm3，仅为铝合金的60%；镁合金的比强度高，比刚度好，易于切削加工，也易于铸造成型；

第一百一十八页第一百一十九页，共185页。减震性能优良，能承受较大的冲击震动负荷，适用于汽车方向盘、座椅等结构件；特有的电磁屏蔽性能，适用于手机、电脑等电子器件的保护和生物防护；散热能力好，是3C某些功能性器件的首选材料；导电导热性好

；易于回收，有利于资源的循环利用，是难得的绿色环保材料。

第一百一十九页第一百二十页，共185页。第一百二十页第一百二十一页，共185页。金属材料的力学性能包括强度、硬度、塑性、韧性、耐磨性和缺口敏感性等第一百二十一页第一百二十二页，共185页。刚度：是物质抵抗变形的能力。比刚度：是指材料弹性模量与其密度的比值。第一百二十二页第一百二十三页，共185页。强度：表示一块材料在破坏前能承受多大的作用力。是物质抗疲劳抗冲击的能力。比强度：是指材料强度与其密度的比值。第一百二十三页第一百二十四页，共185页。硬度是指材料抵抗外物压入的能力。第一百二十四页第一百二十五页，共185页。塑性是指材料在受拉伸外力的时候，当外力足够大，材料会发生不可恢复的变形，直至断裂，断裂的切口为45度角，并有明显的锁颈现象。第一百二十五页第一百二十六页，共185页。韧性又称弹性，是指材料在受外力作用时，发生弹性形变，当外力小时候，形变也回复。此时受到的最大外力即材料的比例极限（弹性极限），若外力继续增大，则发生不可回复的塑性形变。

第一百二十六页第一百二十七页，共185页。缺点：耐蚀性差常温氧化pH>10.5的碱性介质中有一定的耐蚀性第一百二十七页第一百二十八页，共185页。镁及其合金在空气中很快被氧化，特别是在潮湿的空气和含氯的环境中能剧烈地反应，并迅速形成碱性的表面膜。第一百二十八页第一百二十九页，共185页。在干燥空气中，镁的表面会生成氧化镁；在湿润环境中，镁的表面的氧化镁会转变成氢氧化镁。大气中的二氧化碳与水形成碳酸，与表面的氢氧化镁反应还会生成碳酸镁。此外，镁合金表面的氢氧化镁还会与大气中的污染物发生反应，例如二氧化硫。这些物质在镁合金外形成了一层表面膜，但是这层表面膜并无法对镁合金起到保护作用。第一百二十九页第一百三十页，共185页。电镀化学镀转化膜阳极氧化氢化膜有机涂层气相沉积层镁及其合金表面处理方法微弧氧化第一百三十页第一百三十一页，共185页。镁合金电镀的难点（1）镁合金极易氧化，在表面可以迅速形成氧化镁MgO，它严重降低了镀层与基体的结合力；工艺技术方面第一百三十一页第一百三十二页，共185页。（2）镁的电极电势很负，为-2.37V，在水溶液中能与许多金属离子发生置换反应，在镁表面形成置换镀层，影响结合力。第一百三十二页第一百三十三页，共185页。（3）当镁及其合金与其他金属接触时，易发生电偶腐蚀，镁及其镁合金迅速发生点蚀。因为镀层的电极电位远远大于基体，因此镀层必须要保证无孔，不然的话，其后果比不镀还差，因为由通孔产生的腐蚀电偶会造成更为严重的腐蚀。第一百三十三页第一百三十四页，共185页。（4）化学溶液的稳定性要求很高。因镁与众不同的活性，其催化作用很强，微量就会触发溶液过度反应而致失效报废；

第一百三十四页第一百三十五页，共185页。（5）铸造镁合金本身存在大量金属间化合物，如MgxAly、γ相、稀土相等。金属间相的存在，导致表面电势分布不均，因此造成沉积金属的差异性，如果此种差异过大，超出可控区间，则表现出稳定性问题；

第一百三十五页第一百三十六页，共185页。（6）铸造缺陷的影响很大。铸件基体孔隙和夹杂物很可能成为镀层孔隙的来源。这里应当指出：电镀工艺不能弥补铸造缺陷。第一百三十六页第一百三十七页，共185页。（7）对于不同的镁合金，由于元素组成及表面状态不同，进行前处理时应采取不同的方法。第一百三十七页第一百三十八页，共185页。生产经营方面：合格率问题：镁合金不像其他材料可以方便地退镀，然后返回重镀项目的投入产出问题镁合金电镀加工价格：镁合金的电镀价格高出铝合金30-50%是合理的技术再创新方面第一百三十八页第一百三十九页，共185页。镁合金电镀的前处理方法浸锌闪镀铜化学镀镍浸锡法阳极氧化直接镀银法等第一百三十九页第一百四十页，共185页。浸锌法化学镀镍法工艺复杂结合力好耐蚀性好大型工件深孔内壁挂具不锈钢磷青铜第一百四十页第一百四十一页，共185页。§5.2.1镁及其合金的浸锌法工艺流程机械表面清理除油浸蚀活化浸锌预镀铜电镀其他金属(铜、镍、铬)(贵金属等)活化液中退锌二次浸锌化学镀镍(中磷或高磷)第一百四十一页第一百四十二页，共185页。镁合金浸蚀溶液铬酐180g/L硝酸铁40g/L氟化钾3.5g/L温度16-38℃

时间0.5-3min适用性适于一般零件第一百四十二页第一百四十三页，共185页。镁合金活化溶液磷酸85%200mL/L氟化氢铵90g/L温度16-30℃

时间0.5-2min第一百四十三页第一百四十四页，共185页。硫酸锌30g/L焦磷酸钠120g/L氟化钠或氟化锂3-5g/L碳酸钠5g/LpH10.2-10.4温度70-80℃

时间3-10min搅拌工件移动镁合金浸锌溶液第一百四十四页第一百四十五页，共185页。在环保的压力下，浸蚀必然又会出现无铬浸蚀，活化必然又会出现无氟活化，浸锌又会有无氰浸锌，镀铜又会有无氰镀铜，化学镀镍又会有无铅无镉无汞化学镀镍第一百四十五页第一百四十六页，共185页。直接化学镀镍法，是在化学镀液里加入氟化物类添加剂，并控制镀液的pH值从而一次性得到化学镍镀层§5.2.2镁及其合金的化学镀镍法第一百四十六页第一百四十七页，共185页。工艺流程化学除油浸蚀40%氢氟酸90-200mL/L活化10min或其他氟化物活化化学镀镍电镀其他金属钝化热处理第一百四十七页第一百四十八页，共185页。配方1铬酐60g/L硝酸65%90mL/L温度室温时间20-60s适用性一般镁合金镁及其合金化学镀镍前的浸蚀工艺规范配方2120g/L110mL/L室温20-60s含铝高的镁合金第一百四十八页第一百四十九页，共185页。碱式碳酸镍10g/L次亚磷酸钠20g/L柠檬酸5g/L氟化氢铵

10g/L氢氟酸40%11mL/L氢氧化铵25%37mL/L硫脲1×10-3pH4.5-6.8温度76-82℃

沉积速度20-25µm/h镁合金的化学镀镍溶液加入络合剂氨基乙酸可以起到稳定镀液的作用酸性化学镀镍液腐蚀基体第一百四十九页第一百五十页，共185页。镁合金镀层性能、要求与检验镀层性能检测：镀层外观、孔隙率、结合力、硬度、极化曲线及盐雾试验结合力：锋利的工具刀片呈30度角猛削镀层，只有划痕就好，有片状脱落就不好。热震法、弯曲试验致密：将工件放入稀硫酸中浸泡，10-20s没有气泡就好。第一百五十页第一百五十一页，共185页。第一百五十一页第一百五十二页，共185页。第一百五十二页第一百五十三页，共185页。第一百五十三页第一百五十四页，共185页。第一百五十四页第一百五十五页，共185页。第一百五十五页第一百五十六页，共185页。盐雾试验120h无腐蚀发生，但在试验中发现多个样品在棱角处出现破坏。即使镀层厚度达60m仍有这种现象发生。

因此，镁合金上单层化学镀镍是一种风险很大的防护方法，在户外及潮湿环境中，一旦镀层损坏，会带来严重后果，应慎重选择这种防护手段。

第一百五十六页第一百五十七页，共185页。目前已应用于镁合金的化学镀及电镀层主要有Cu/

Ni/

Cr

、Ni/

Au、化学镀镍等第一百五十七页第一百五十八页，共185页。镁合金阳极氧化得到7μm

厚的阳极氧化膜，之后涂10～20μm厚的导电树脂，作为电镀层的底层。预镀铜后电镀贵金属银或金，获得的镀层耐化学腐蚀，可应用于卫星搭载部件。

镁合金阳极氧化后电镀镁合金表面处理新工艺第一百五十八页第一百五十九页，共185页。深圳真空电镀公司将镁合金经过阳极氧化、喷涂UV底漆、再在表面真空电镀(真空蒸镀、溅射镀和离子镀)一层铬或钛的金属膜层，不但大大提高了其自身的耐腐蚀性能，更能突出其自身金属的外观质感，正在3C行业慢慢取代阳极氧化和喷漆工艺！(并能通过盐水喷水测试，百格测试，冷热冲击，高温高湿测试，耐磨测试)

镁合金阳极氧化后真空镀第一百五十九页第一百六十页，共185页。开发出FG-20301型镁合金表面合金化粉和前处理技术，其特点是用水溶解合金化粉成工作液，对经过前处理的工件进行浸泡，即可在镁合金表面沉积耐腐蚀合金膜层，可作为电镀的预处理层。其处理技术使用方便，操作简单，为镁合金深加工产品的电镀防腐，提供了新的方法，有利镁合金的产业化推广应用。

镁合金的表面合金化粉处理第一百六十页第一百六十一页，共185页。注意单一的镀层，往往存在针孔，不能严密覆盖基体，只有采用多层电镀来达到消除针孔，同时镀层的厚度要比钢铁基体的镀层大，例如AZ31型镁合金，表面合金化后电镀铜镍铬，镀层的总厚度要大于55微米，经3％氯化钠盐水浸泡一年，还能对镁合金基体进行有效的防腐。

第一百六十一页第一百六十二页，共185页。项目名称

技术指标

外观

浅绿色粉末状固体水不溶物

≤1%pH值(10%水溶液，25℃)

5.8-7

金属含量（以Ni计）8-10%镁合金表面合金化粉第一百六十二页第一百六十三页，共185页。操作条件：温度75±2℃时间20-60min载荷量：1-1.5dm2/L合金化粉消耗量：9-10g/10μm/dm2第一百六十三页第一百六十四页，共185页。装饰电镀：合金化-光亮镀铜-光亮镀镍-镀铬；合金化-半光亮镍-光亮镍-镀铬；合金化-半光亮镍-高硫镍-光亮镍-镀铬。防腐蚀电镀：合金化-电镀铜-电镀锌；耐磨电镀：合金化-电镀中性镍-电镀硬铬第一百六十四页第一百六十五页，共185页。合金化处理还可以用于镁合金与钢铁镶嵌件电镀、电泳预处理第一百六十五页第一百六十六页，共185页。采用含有HF

的溶液对镁合金进行活化。HF

来源于溶液中的NH4HF2

、NaF

或LiF，同时溶液中含有镍、铁、锰、钴等金属的盐以及无机酸或一元羧酸。溶液中的金属盐一定要溶于HF

，在活化时溶液中的金属阳离子与镁会发生置换反应，形成的金属层对随后进行的化学镀镍会起到催化作用，为加快金属层的沉积速度也可以通过电流。化学镀镍时采用的溶液是氨基硼烷镀液，溶液中同时含有硫的有机物，镀层经热处理后变得连续，附着力好。

镁合金的特殊活化第一百六十六页第一百六十七页，共185页。采用浸锡工艺对镁合金进行前处理，浸锡时会在镁合金表面形成一层锡的氧化物，具有一定的耐蚀性，主要用于提高计算机部件的耐蚀性能及可靠性，具体过