AZ31鎂合金表面新型復(fù)合化學(xué)鍍工藝的研究.pdf

1、本文針對鎂合金耐蝕性低這一限制鎂合金廣泛應(yīng)用的重要問題，采用新型化學(xué)鍍方法，顯著提高鎂合金的腐蝕抗力。在對直接化學(xué)鍍鎳工藝詳細(xì)分析的基礎(chǔ)上，開發(fā)了新型化學(xué)鍍鎳方法；突破了直接化學(xué)鍍的傳統(tǒng)工藝，采用先涂敷后化學(xué)鍍的復(fù)合鍍新工藝路線，成功獲得了表面致密均勻的銀、銅、鎳鍍層，使鎂合金的耐蝕性大幅度提高。
　　 本文首先系統(tǒng)分析了傳統(tǒng)鎂合金直接工藝鍍鎳工藝存在的問題。酸洗對樣品的侵蝕比較嚴(yán)重，表面呈疏松多孔，這種疏松層易脫落，污染鍍液，

2、降低鍍液使用壽命。更重要的是酸洗液中含有六價(jià)鉻等對環(huán)境污染較嚴(yán)重的物質(zhì)?；瘜W(xué)鍍時(shí)，鎳在裸露的基體處沉積長大，快速連接形成鍍層，過早地封閉了試樣表面的疏松層，從而使基體與鍍層之間存在大量孔洞。
　　 針對傳統(tǒng)化學(xué)鍍鎳工藝中存在的不足，開發(fā)了一種新的直接化學(xué)鍍鎳工藝。設(shè)計(jì)了新的鍍液體系，采用正交實(shí)驗(yàn)確定了新化學(xué)鍍最佳工藝配方為：14g/L檸檬酸鈉，10g/L氟化氫氨，10g/L氟化鉀，pH=6，并分析了各個(gè)實(shí)驗(yàn)因素對沉積速度和耐蝕性

3、的影響。與傳統(tǒng)工藝相比，新工藝避免了使用氫氟酸和六價(jià)鉻等對環(huán)境污染較嚴(yán)重的物質(zhì)，簡化了預(yù)處理步驟。新工藝鍍層的自腐蝕電流比傳統(tǒng)工藝的要低一個(gè)數(shù)量級。
　　 化學(xué)鍍鎳層對鎂合金來說屬于陰極性鍍層，易與基體形成腐蝕電偶對，針對直接化學(xué)鍍鎳層的這一缺點(diǎn)，開發(fā)了一種新型復(fù)合化學(xué)鍍工藝，即用先涂膜然后再化學(xué)鍍的新方法對鎂合金表面進(jìn)行復(fù)合保護(hù)。經(jīng)比較，涂膜材料選用了有機(jī)硅耐熱漆。為了提高鍍層與涂層的結(jié)合力，涂膜經(jīng)過了粗化處理。為了使有機(jī)涂膜

4、表面具備催化活性，進(jìn)行了活化處理，以保證后續(xù)的化學(xué)鍍能夠順利進(jìn)行。
　　 本文首先對鎂合金進(jìn)行了新型復(fù)合化學(xué)鍍銀。確定了復(fù)合鍍銀的最佳條件，觀察表明樣品表面化學(xué)鍍銀的沉積過程屬于島狀生長模式。極化曲線測試結(jié)果表明，鍍后樣品的自腐蝕電位比基體合金提高了約300mV。
　　 隨后，對鎂合金進(jìn)行了新型復(fù)合保護(hù)化學(xué)鍍銅處理，經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn)確定了化學(xué)鍍銅的最佳反應(yīng)條件：8～10g/L硫酸銅，30～35g/L次亞磷酸鈉，10～20g/

5、L檸檬酸鈉，1g/L硫酸鎳，pH=9,30～40g/L硼酸，溫度70℃?；瘜W(xué)鍍60min后，鍍層厚度可達(dá)7～8μm。鍍覆后試樣的自腐蝕電位比基體合金高約200mV。
　　 最后，本文對鎂合金進(jìn)行了新型復(fù)合保護(hù)化學(xué)鍍鎳處理，化學(xué)鍍前要對試樣進(jìn)行膠體鈀活化處理。化學(xué)鍍后，樣品表面沉積了了致密的鍍鎳層，它在3.5％NaCl溶液中腐蝕電流密度比基體合金低了約兩個(gè)數(shù)量。將具有相同厚度鍍層的直接化學(xué)鍍鎳工藝處理過的試樣與新型復(fù)合化學(xué)鍍工藝處