AZ91D鎂合金直接化學(xué)鍍鎳工藝與性能研究.pdf

1、鎂合金具有密度低、比強(qiáng)度高、散熱性能好等特點(diǎn),使其在汽車(chē)、通訊電子、航空航天上廣泛使用。但鎂合金耐蝕性差制約了其在實(shí)際領(lǐng)域中的應(yīng)用。通過(guò)化學(xué)鍍鎳形成的鍍層具有耐蝕耐磨的特點(diǎn),使其成為鎂合金表面處理研究中的熱點(diǎn)。本文以AZ91D鎂合金壓鑄件為實(shí)驗(yàn)材料,系統(tǒng)地研究了浸蝕、酸洗活化,堿性預(yù)鍍、化學(xué)鍍鎳液組成及工藝、鍍液補(bǔ)加周期等對(duì)鍍層質(zhì)量的影響。利用三維視頻顯微系統(tǒng)、掃描電子顯微鏡(SEM)、能譜分析儀(EDX)、X射線(xiàn)衍射儀(XRD)、電化

2、學(xué)工作站等儀器分析了鎂合金化學(xué)鍍層的表面形貌與性能,初步探討了本實(shí)驗(yàn)工藝的市場(chǎng)可行性。主要研究結(jié)果如下:
　　在浸蝕過(guò)程中,磷酸起到腐蝕與粘性成膜的作用,磷酸濃度為650mL/L,浸蝕時(shí)間2-4min,浸蝕溫度30-40℃得到的浸蝕表面良好。通過(guò)單因素和正交實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)磷酸鹽4g/L、水50mL/L、乳酸50mL/L、磷酸10mL/L、硝酸16mL/L、酸洗時(shí)間120s、酸洗溫度15-30℃時(shí)得到的鍍鎳層外觀良好。分析了優(yōu)化后酸洗膜層

3、與化學(xué)鍍層的性能,發(fā)現(xiàn)酸洗后鎂合金α相衍射峰減弱,β相衍射峰增強(qiáng),鎳鍍層由非晶態(tài)Ni-P合金相構(gòu)成;鍍層表面由不同大小胞狀結(jié)構(gòu)緊密排列構(gòu)成,磷含量為10.31％(質(zhì)量分?jǐn)?shù));化學(xué)鍍90min鍍層厚度可達(dá)到25μm以上,鍍層硬度為416.20HV比鎂基體提高三倍,鍍層的自腐蝕電位比鎂基體正移1V,腐蝕電流比鎂基體降低3個(gè)數(shù)量級(jí)。
　　研究發(fā)現(xiàn)堿性鍍層表面凸凹不平,磷含量5.66%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)),自腐蝕電位比鎂基體提高0.85V,腐蝕電

4、流比鎂基體低一個(gè)數(shù)量級(jí);堿性預(yù)鍍與中性加厚的方式可以提高鍍層的表面平整度,提高鍍層耐蝕性;通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)以沉積速率、孔隙率與表面形貌優(yōu)化了化學(xué)鍍鎳液組成和工藝,硫酸鎳18-30g/L、次磷酸鈉16-24g/L,配位劑6-12g/L,乙酸鈉6-9g/L,氫氟酸12-18mL/L,穩(wěn)定劑2-4mg/L,鍍鎳溫度80-85℃,鍍鎳時(shí)間1h,裝載量60-100cm2/L。長(zhǎng)周期研究發(fā)現(xiàn),不同周期的沉積速率在17-24μm/h變化,穩(wěn)定常數(shù)隨周期