鎂合金表面無氰電鍍鋅及鋅鎳合金的研究.pdf

1、鎂資源在地球上極其豐富，鎂合金具有許多金屬無法比擬的優(yōu)點。在環(huán)境日益惡化，金屬資源日益枯竭的今天，加速開發(fā)并有效利用鎂資源，解決鎂合金易于腐蝕的特性，使之代替現(xiàn)有金屬，應用于更廣闊的行業(yè)是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展、資源利用、環(huán)境保護的重要措施之一。 本文從環(huán)境保護角度出發(fā)，避免使用現(xiàn)有工業(yè)上的六價鉻、氰化物鍍液，從源頭上控制了有毒有害物質的使用，減少了污染物治理的難度。利用電鍍技術鍍液周期使用長的特性，相對于化學鍍大大減少了廢液的排放量，

2、減小了對環(huán)境的壓力。并將氟離子引入電鍍溶液中來改善鎂合金在鍍液中易于腐蝕的問題，解決了其它電鍍液無法在鎂合金表面電鍍的難題，進行了AZ31鎂合金表面無氰電鍍鋅、脈沖電鍍鋅、無氰電鍍鋅鎳合金的研究。通過外觀測定來確定鍍層的外觀質量，劃痕實驗來檢測鍍層與鎂合金基體之間的結合力，通過鎂合金電鍍前后質量差以及消耗的電量計算平均電流效率，將鍍件浸入氯化鈉溶液檢測鍍層的孔隙率及抗腐蝕能力，用電化學工作站測定鍍液的極化曲線，通過掃描電子顯微鏡(SEM

3、)、數(shù)碼照相機觀測鍍層表面及斷面形貌來確定鍍層整體質量，利用能譜分析(EDS)檢測鍍層成分。 首先，研究氫氧化鈉對鎂合金的腐蝕以及不同活化液成分對鎂合金表面預處理影響，結果表明：由氫氧化鈉等組成的化學除油液在短時間內基本不腐蝕鎂合金基體，而且除油效率高。另外，使用磷酸加氫氟酸的活化液活化效果要優(yōu)于直接使用氫氟酸的活化液。 其次，將經過預處理的鎂合金進行無氰電鍍。研究有機添加劑、pH值、電流密度、溫度等對電鍍鋅鍍層外觀質量

4、、結合力的影響。研究結果表明，通過改良傳統(tǒng)電鍍配方，利用氟化物作為電鍍的主鹽，鎂合金在鍍液中無腐蝕現(xiàn)象，能在鎂合金上電鍍出平整致密且結合力好的鋅鍍層，而且經過硝酸拋光后鋅鍍層能變光亮。通過正交實驗來獲得最佳工藝條件為：溫度40℃，電流密度1A/dm<'2>，Hw高溫勻染劑用量為8ml，水溶性芐叉丙酮為1ml，ZA輔助光亮劑為0.4ml，pH值為4。通過與傳統(tǒng)工藝的比較，本工藝避免使用了對環(huán)境有害的氰化物，六價鉻，每年至少可減少12萬噸廢

5、水的產生量。再次，對電鍍鋅液電化學行為進行研究。通過溶液中配位離子的電離平衡、配位平衡來計算不同pH值下金屬離子的配位狀況。當鍍液pH值上升時，鋅的配位狀態(tài)從ZnHL、ZnH<,2>L逐漸轉化為配位強度更大的ZnL，不僅溶液中游離鋅離子的濃度下降，絡合劑對鋅離子配位能力也提高了，從而增加了陰極極化。接著，利用電化學工作站，研究不同絡合劑、不同有機添加劑以及pH值對鍍液極化曲線的影響。實驗證明，檸檬酸銨對氟化鋅的配位能力最強，配位相同質量

6、氟化鋅所需的量最少。載體光亮劑和主光亮劑對陰極極化的影響較大，輔助光亮劑，pH值的影響適中，這與鍍液中鋅離子的絡合計算相符合。 接著用電脈沖技術研究絡合劑濃度、pH值、溫度以及占空比和頻率對電鍍鋅的影響。結果表明，電脈沖能有效改善由于減少主光亮劑濃度帶來的鍍層質量下降的問題。并且能有效改善鍍層微觀的平整度，在光亮劑減少的前提下，鍍層外觀質量反而略有提高。通過正交實驗得到脈沖鍍鋅的最佳工藝條件為：占空比為0.1，頻率為100Hz，

7、溫度40℃，電流密度2A/dm<'2>，HW高溫勻染劑用量為0.5ml，水溶性芐叉丙酮為4ml，ZA輔助光亮劑為0.6ml，pH值為4。 最后，對鎂合金表面進行無氰電鍍鋅鎳合金的研究?？疾炝怂苄云S又丙酮、糖精、電流密度、溫度、pH值、ZA輔助光亮劑和十二烷基磺酸鈉對鎂合金表面電鍍鋅鎳合金的外觀及結合力的影響，另外考察了溫度、主鹽濃度、pH值和陽極面積比對鋅鎳合金鍍層中鎳含量的影響。研究發(fā)現(xiàn)隨著鍍層中鎳含量的提高，鍍層的質量也隨