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摘 要：本文介绍了镁合金的特性和应用前景，讨论了提高镁合金耐蚀性的方法和镁合金电镀的技术难点。通过镁合金电镀在实际生产应用时的问题分析，提出了镁合金电镀生产中的故障解决方案，最后探讨了镁合金电镀在生产中推广中的难点和镁合金电镀的研究方向。
关键词：镁合金 电镀 耐蚀性 生产应用
一、镁合金的特性及应用前景
近年来，镁合金引起了人们的广泛关注。首先是因为镁合金的资源十分丰富。镁及其合金具有比重小、比强度高，同时还有良好的刚性、加工性、抗冲击性、减震性、导热、导电性、电磁屏蔽性、机械加工性能以及再循环利用的性能，是一种理想的现代结构材料，现已广泛应用于汽车、机械制造、航空航天、电子、通讯、军事、光学仪器和计算机制造等领域。镁的标准平衡电位为-2.34 V，加之镁的氧化膜疏松多孔所以镁及其合金耐蚀性较差，呈现出高的化学、电化学活性。如何提高镁合金的耐蚀性成为其得以广泛应用的关键。
提高镁合金耐蚀性的方法主要有三种，分别是：1）提高镁合金的纯度或是开发新的合金 2）采用快速凝固技术， 3）是采用表面处理技术，在镁合金表面形成一种具有保护功能的涂膜层，来提高镁合金材料耐腐蚀性。而电镀/化学镀是其中比较简单有效的方法。
二、镁合金电镀/化学镀的技术难点
镁合金上电镀及化学镀面临的问题镁是一种难于直接进行电镀或化学镀的金属，即使在大气环境下，镁合金表面也会迅速形成一层惰性的氧化膜，导致镀层结合力差，在进行电镀或化学镀时必须除去这层氧化膜。因此镁合金电镀/化学镀的关键就是前处理。
目前报道中用来进行镁合金电镀/化学镀前处理的方法主要有化学镀镍法、氧化涂导电层、浸锡法、直接镀银法、浸锌法，其中适应用工业生产的前处理工艺则是：浸锌法和直接化学镀镍法。下面以这两种方法为例介绍镁合金电镀/化学镀在生产的中应用。
三、镁合金电镀在实际生产中的应用
1.沉锌法工艺流程—镁合金小零件滚镀Cu-Ni-（Sn-Co）镀层
除油→除腊→电解除油→酸活化→碱活化1→电解活化1→浸锌1→退锌1→碱活化2→电解活化2→浸锌2→退锌2→碱活化3→电解活化3→浸锌3→镀碱铜→活化→镀镍→活化→镀（Sn-Co）合金→钝化→烘干。
此工艺流程是滚镀锌合金小件，在生产中造成产品不良的主要问题有零件漏镀、表面粗糙、局部起泡、镀层结合力差，零件最后镀层色泽不均。根据生产经验， 零件漏镀的主要原因是浸锌不好，导电棒粗糙；表面粗糙的主要原因是浸锌不好，镀铜液比例失调；局部起泡的主要原因是除油或浸锌不好，铜层出现问题；镀层结合力差，则要分析哪层结合力差；镀层色泽不均则主要是因为活化差或（Sn-Co）溶液比例失调。
从上面的分析可以看出，造成产品不良的主要因素是浸锌。浸锌作为镁合金前处理中最关键的一步，一是为了溶解镁的氧化物；二是为了形成一层薄的氢氧化物，防止镁的进一步氧化。镁合金工件在锌酸盐溶液中通过化学反应在零件表面形成一层锌，良好的锌层不但掩盖了镁基体表面的缺陷，而且它还作为镁合金基体与后续的镀铜层之间的中间体，有利于得到理想的镀铜层。在生产中通常要进行2-3次浸锌，这是因为在第一次浸锌时，镁合金表面的氧化膜首先被溶解，然后发生置换反应生成锌层，此时生成的锌层通常结晶粗大，不利于后面的电镀。一次浸锌层经过退锌后，镁合金表面呈现均匀细致的活化状，裸露的晶粒成为二次沉锌的结晶核心，再进行第二次沉锌，可以获得致密、均匀、完整与基体结合力好的沉锌镀层。本工艺中由于对工件的外观要求高，为此设计了3次浸锌工艺流程。在浸锌时浸锌时间、浸锌溶液的使用寿命都将直接影响产品的质量与合格率。浸锌时间过短，工件表面的氧化膜没有完全溶解，不能生成完整的置换层，时间过长，镁合金工作则易发生过腐蚀，造成报废。具体的浸锌时间要根据具体生产状况作相应调整，本工艺中的标准时间为120S。
生产中经常发现工件表面有腐蚀点和漏镀。造成这种情况的主要原因之是导电棒变得粗糙。随着生产不断进行，每次电镀之后，都要将铜电棒上的镀层退除，随着退镀次数的增加，导电棒表面变成凹凸不平，导电棒变细，导电面积减小，导致镀铜层厚度不够，甚至于零件的深处镀层，导致。另一个原因就是沉锌层不够致密、均匀，在下道工序镀铜时，沉锌层溶解，导致零件漏镀、腐蚀。镁合金电镀过程中造成表面粗糙的主要原因是氰化镀铜液比例失调。当镀铜液中的游离氰含量过低，铜含量过高时，将会导致镀层粗糙。另外在对镀层做结合检验时，发现镀层有时会剥落。这时候要具体情况具体分析，发现镀层脱落的位置底层是镍、铜或是基材，然后再对症下药。因为此工艺流程最后是镀Sn-Co合金，所以最后的外观颜色要求很严格，经常会出现色泽不均的现象，此时就要分析镀镀Sn-Co合金之前的活化液和Sn-Co合金镀液的问题了。
2.镁合金直接镀化学镍法工艺流程
除油→除腊→活化1→刻蚀1→活化2→刻蚀2 →活化3 →刻蚀3 →活化4 →镀化学镍（中性） →活化→镀铜→活化→镀镍→镀化学镍（酸性） →钝化→烘干此工艺流程是挂镀锌合金件，此工件要求镀层最终厚度达到60μm以上。生产中的出现的问题有：由于夹具接触处没法镀上化学镍造成零件漏镀；低电流区镀铜层薄导致镀层起泡；前处理时需要一直摇，零件磨损造成镀层粗糙；中性化学镍不均匀，铜层薄则出现镀层结合力差；中性化学镍时有气泡在镀层上停留则镀层出现针孔；前处理腐蚀时形成则镀层会产生白斑。
从以上问题的原因可以看出，直接化学镀镍法进行镁合金电造成镁合金主要集中在包括化学镀镍的前处理工序。 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，而在此之前不需要沉锌和镀铜。这种方法看起来简单，省掉了几道工序，然而由于化学镀镍的要求和成本较高，加上操作失误的几率也比浸区锌大，由此造成的溶液报废成本高。镁合金电位很负，所以用来装挂镁合金的零件必须是绝缘的，实际生产是一般是包胶的夹具，避免镁合金在溶液中发生电偶腐蚀，造成零件报废。在整个零件加工过程中，一直在不停的摇晃工件，即使如此，在工件和夹具的接触点，仍然会发生腐蚀、活化效果差，化学镍镀不上或太薄或镀层粗糙，从面引起的零件漏镀、起泡或镀层粗糙。镀层上产生白斑通常是由于在镀化学镍之前，零件表面的不均匀的过腐蚀造成。当零件前处理结束之后进行化学镀镍槽之前，可以明显看出零件表面有白色、灰色两种不均匀的颜色，这时候要检查前处理药水，严格控制前处理时间，从而避免上述情况发生。化学镀镍时，在零件不断产生气泡，如果不能及时晃动零件，使气泡及时离开零件，这此地方就会产生一些针孔，当工件烘干之后，在灯光下可以明显看到针尖一样的缺陷。所以用直接化学镀镍法进行镁合金电镀时，化学镍层必须是无孔，均匀的，否则下一步进行电镀则会产生更多的孔隙，难以获得均匀的镀层。
四、镁合金电镀在生产中推广的难点和展望
目前镁合金电镀工艺已经开始逐渐应用于实际生产中，由于实际生产中镁合金电镀无法返工、药水性能不稳定、合格率低等方面的问题，限制了它的推广应用，这就需要广大电镀工作者共同努力，尽快开发出一种非酸性、适应性强、使用寿命长、无污染等特点的前处理工艺，使镁合金电镀技术在生产中得到越来越广泛的应用。
关键词：镁合金 电镀 耐蚀性 生产应用
一、镁合金的特性及应用前景
近年来，镁合金引起了人们的广泛关注。首先是因为镁合金的资源十分丰富。镁及其合金具有比重小、比强度高，同时还有良好的刚性、加工性、抗冲击性、减震性、导热、导电性、电磁屏蔽性、机械加工性能以及再循环利用的性能，是一种理想的现代结构材料，现已广泛应用于汽车、机械制造、航空航天、电子、通讯、军事、光学仪器和计算机制造等领域。镁的标准平衡电位为-2.34 V，加之镁的氧化膜疏松多孔所以镁及其合金耐蚀性较差，呈现出高的化学、电化学活性。如何提高镁合金的耐蚀性成为其得以广泛应用的关键。
提高镁合金耐蚀性的方法主要有三种，分别是：1）提高镁合金的纯度或是开发新的合金 2）采用快速凝固技术， 3）是采用表面处理技术，在镁合金表面形成一种具有保护功能的涂膜层，来提高镁合金材料耐腐蚀性。而电镀/化学镀是其中比较简单有效的方法。
二、镁合金电镀/化学镀的技术难点
镁合金上电镀及化学镀面临的问题镁是一种难于直接进行电镀或化学镀的金属，即使在大气环境下，镁合金表面也会迅速形成一层惰性的氧化膜，导致镀层结合力差，在进行电镀或化学镀时必须除去这层氧化膜。因此镁合金电镀/化学镀的关键就是前处理。
目前报道中用来进行镁合金电镀/化学镀前处理的方法主要有化学镀镍法、氧化涂导电层、浸锡法、直接镀银法、浸锌法，其中适应用工业生产的前处理工艺则是：浸锌法和直接化学镀镍法。下面以这两种方法为例介绍镁合金电镀/化学镀在生产的中应用。
三、镁合金电镀在实际生产中的应用
1.沉锌法工艺流程—镁合金小零件滚镀Cu-Ni-（Sn-Co）镀层
除油→除腊→电解除油→酸活化→碱活化1→电解活化1→浸锌1→退锌1→碱活化2→电解活化2→浸锌2→退锌2→碱活化3→电解活化3→浸锌3→镀碱铜→活化→镀镍→活化→镀（Sn-Co）合金→钝化→烘干。
此工艺流程是滚镀锌合金小件，在生产中造成产品不良的主要问题有零件漏镀、表面粗糙、局部起泡、镀层结合力差，零件最后镀层色泽不均。根据生产经验， 零件漏镀的主要原因是浸锌不好，导电棒粗糙；表面粗糙的主要原因是浸锌不好，镀铜液比例失调；局部起泡的主要原因是除油或浸锌不好，铜层出现问题；镀层结合力差，则要分析哪层结合力差；镀层色泽不均则主要是因为活化差或（Sn-Co）溶液比例失调。
从上面的分析可以看出，造成产品不良的主要因素是浸锌。浸锌作为镁合金前处理中最关键的一步，一是为了溶解镁的氧化物；二是为了形成一层薄的氢氧化物，防止镁的进一步氧化。镁合金工件在锌酸盐溶液中通过化学反应在零件表面形成一层锌，良好的锌层不但掩盖了镁基体表面的缺陷，而且它还作为镁合金基体与后续的镀铜层之间的中间体，有利于得到理想的镀铜层。在生产中通常要进行2-3次浸锌，这是因为在第一次浸锌时，镁合金表面的氧化膜首先被溶解，然后发生置换反应生成锌层，此时生成的锌层通常结晶粗大，不利于后面的电镀。一次浸锌层经过退锌后，镁合金表面呈现均匀细致的活化状，裸露的晶粒成为二次沉锌的结晶核心，再进行第二次沉锌，可以获得致密、均匀、完整与基体结合力好的沉锌镀层。本工艺中由于对工件的外观要求高，为此设计了3次浸锌工艺流程。在浸锌时浸锌时间、浸锌溶液的使用寿命都将直接影响产品的质量与合格率。浸锌时间过短，工件表面的氧化膜没有完全溶解，不能生成完整的置换层，时间过长，镁合金工作则易发生过腐蚀，造成报废。具体的浸锌时间要根据具体生产状况作相应调整，本工艺中的标准时间为120S。
生产中经常发现工件表面有腐蚀点和漏镀。造成这种情况的主要原因之是导电棒变得粗糙。随着生产不断进行，每次电镀之后，都要将铜电棒上的镀层退除，随着退镀次数的增加，导电棒表面变成凹凸不平，导电棒变细，导电面积减小，导致镀铜层厚度不够，甚至于零件的深处镀层，导致。另一个原因就是沉锌层不够致密、均匀，在下道工序镀铜时，沉锌层溶解，导致零件漏镀、腐蚀。镁合金电镀过程中造成表面粗糙的主要原因是氰化镀铜液比例失调。当镀铜液中的游离氰含量过低，铜含量过高时，将会导致镀层粗糙。另外在对镀层做结合检验时，发现镀层有时会剥落。这时候要具体情况具体分析，发现镀层脱落的位置底层是镍、铜或是基材，然后再对症下药。因为此工艺流程最后是镀Sn-Co合金，所以最后的外观颜色要求很严格，经常会出现色泽不均的现象，此时就要分析镀镀Sn-Co合金之前的活化液和Sn-Co合金镀液的问题了。
2.镁合金直接镀化学镍法工艺流程
除油→除腊→活化1→刻蚀1→活化2→刻蚀2 →活化3 →刻蚀3 →活化4 →镀化学镍（中性） →活化→镀铜→活化→镀镍→镀化学镍（酸性） →钝化→烘干此工艺流程是挂镀锌合金件，此工件要求镀层最终厚度达到60μm以上。生产中的出现的问题有：由于夹具接触处没法镀上化学镍造成零件漏镀；低电流区镀铜层薄导致镀层起泡；前处理时需要一直摇，零件磨损造成镀层粗糙；中性化学镍不均匀，铜层薄则出现镀层结合力差；中性化学镍时有气泡在镀层上停留则镀层出现针孔；前处理腐蚀时形成则镀层会产生白斑。
从以上问题的原因可以看出，直接化学镀镍法进行镁合金电造成镁合金主要集中在包括化学镀镍的前处理工序。 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，而在此之前不需要沉锌和镀铜。这种方法看起来简单，省掉了几道工序，然而由于化学镀镍的要求和成本较高，加上操作失误的几率也比浸区锌大，由此造成的溶液报废成本高。镁合金电位很负，所以用来装挂镁合金的零件必须是绝缘的，实际生产是一般是包胶的夹具，避免镁合金在溶液中发生电偶腐蚀，造成零件报废。在整个零件加工过程中，一直在不停的摇晃工件，即使如此，在工件和夹具的接触点，仍然会发生腐蚀、活化效果差，化学镍镀不上或太薄或镀层粗糙，从面引起的零件漏镀、起泡或镀层粗糙。镀层上产生白斑通常是由于在镀化学镍之前，零件表面的不均匀的过腐蚀造成。当零件前处理结束之后进行化学镀镍槽之前，可以明显看出零件表面有白色、灰色两种不均匀的颜色，这时候要检查前处理药水，严格控制前处理时间，从而避免上述情况发生。化学镀镍时，在零件不断产生气泡，如果不能及时晃动零件，使气泡及时离开零件，这此地方就会产生一些针孔，当工件烘干之后，在灯光下可以明显看到针尖一样的缺陷。所以用直接化学镀镍法进行镁合金电镀时，化学镍层必须是无孔，均匀的，否则下一步进行电镀则会产生更多的孔隙，难以获得均匀的镀层。
四、镁合金电镀在生产中推广的难点和展望
目前镁合金电镀工艺已经开始逐渐应用于实际生产中，由于实际生产中镁合金电镀无法返工、药水性能不稳定、合格率低等方面的问题，限制了它的推广应用，这就需要广大电镀工作者共同努力，尽快开发出一种非酸性、适应性强、使用寿命长、无污染等特点的前处理工艺，使镁合金电镀技术在生产中得到越来越广泛的应用。