AZ91D鎂合金鉬酸鹽轉(zhuǎn)化膜及其預(yù)化學(xué)鍍鎳的研究.pdf

1、鎂合金具有很高的比強(qiáng)度、比剛度和阻尼性能以及良好的減震和電磁屏蔽效應(yīng)等特點(diǎn)，近年來被廣泛應(yīng)用于汽車、電子、航空航天等眾多工業(yè)領(lǐng)域。但是，鎂合金化學(xué)活性高，即使在水中表面也會(huì)生成一層疏松的氧化物或氫氧化物膜，且此膜沒有任何的防護(hù)性能，因此，鎂合金極易遭受腐蝕，這成為限制鎂合金應(yīng)用的一個(gè)瓶頸。為了提高鎂合金的防護(hù)性能，有必要對其進(jìn)行特殊的防護(hù)處理。目前，鎂合金防護(hù)手段主要有:陽極氧化、化學(xué)鍍、電鍍、化學(xué)轉(zhuǎn)化膜、有機(jī)涂層等，但是應(yīng)用較廣泛的是

2、化學(xué)轉(zhuǎn)化膜-有機(jī)涂層保護(hù)處理技術(shù)。近年來，由于鎂合金金屬鍍層，特別是化學(xué)鍍鎳在許多領(lǐng)域有著廣泛的需求，因此逐漸成為人們研究的新熱點(diǎn)。
　　目前，大多數(shù)鎂合金上化學(xué)鍍鎳工藝存在以下缺點(diǎn):采用酸性鍍液，基體很容易受腐蝕;前處理技術(shù)采用對人體和環(huán)境有害的HF和Cr6+。本文研究了一種適合AZ91D鎂合金且不含HF的堿性預(yù)化學(xué)鍍Ni-P鍍液，預(yù)化學(xué)鍍鎳前處理采用較環(huán)保的鉬酸鹽轉(zhuǎn)化膜代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鉻酸鹽轉(zhuǎn)化膜。AZ91D鎂合金通過鉬酸鹽轉(zhuǎn)化膜預(yù)

3、處理后再預(yù)化學(xué)鍍鎳，得到的Ni-P鍍層具有較好的耐蝕性和結(jié)合力。更重要的是，預(yù)化學(xué)鍍Ni-P后適合鍍其他金屬。
　　采用電化學(xué)阻抗(EIS)、Tafel極化曲線、浸泡和測定氫氣釋放速率試驗(yàn)，表征了鉬酸鹽轉(zhuǎn)化膜在3.5％NaCl水溶液中的耐蝕性;并采用掃描電子顯微鏡(SEM)觀察了轉(zhuǎn)化膜表面微觀形貌和XRD分析了鉬酸鹽轉(zhuǎn)化膜的相組成。確定了AZ91D鎂合金鉬酸鹽化學(xué)轉(zhuǎn)化膜最佳成膜條件，轉(zhuǎn)化液中主要成分為NaMoO4·2H2O，其最佳

4、濃度為40g/L，處理溫度為60℃，用硝酸調(diào)節(jié)pH至5.9，處理時(shí)間為60min。經(jīng)優(yōu)化后制備的鉬酸鹽轉(zhuǎn)化膜主要由Mg2Mo3O8和少量的MgMoO4組成;極化曲線試驗(yàn)表明經(jīng)轉(zhuǎn)化處理后的AZ91D鎂合金自腐蝕電流密度比未經(jīng)處理的基體下降約2個(gè)數(shù)量級，年腐蝕深度降低約27倍;電化學(xué)阻抗、浸泡和測定氫氣釋放速率試驗(yàn)進(jìn)一步表明，優(yōu)化后的鉬酸鹽轉(zhuǎn)化膜能對基體起到良好的保護(hù)作用。
　　采用增重法研究了預(yù)化學(xué)鍍鎳液成分和濃度，以及溫度、pH對

5、預(yù)化學(xué)鍍Ni-P沉積速率的影響，確定了最佳預(yù)化學(xué)鍍Ni-P鍍液配方，并推導(dǎo)出鎳沉積速率的動(dòng)力學(xué)公式。優(yōu)化后得到的Ni-P鍍層表面呈節(jié)瘤菜花狀結(jié)晶，通過斷面形貌觀察，鍍層與基體結(jié)合緊密，且與基體之間沒有孔隙和裂縫;EDS分析確定Ni-P鍍層中P含量為5.69％。Tafel極化曲線測試結(jié)果表明，在基體鉬酸鹽轉(zhuǎn)化膜上預(yù)化學(xué)鍍鎳后，腐蝕電位較鎂合金基體正移804mV;進(jìn)一步電化學(xué)阻抗測試也表明，電荷傳遞電阻值較鎂合金基體提高兩個(gè)多數(shù)量級。兩種腐