AZ31鎂合金化學(xué)鍍鎳工藝及耐腐蝕性能研究.pdf

1、鎂合金是工程應(yīng)用中最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，其比強(qiáng)度和比剛度大，具有良好的鑄造性能、電磁屏蔽性能、機(jī)械加工性能、阻尼性能以及再加工回收特性，在航空航天、汽車(chē)、電子等領(lǐng)域正得到日益廣泛的應(yīng)用。但是鎂合金的耐蝕性差，阻礙了鎂合金的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)應(yīng)用。化學(xué)鍍鎳由于其鍍層具有優(yōu)異的耐蝕、耐磨性能，且鍍層均勻、表面光潔，是鎂合金有效的表面防護(hù)方法之一。本文針對(duì)具有良好塑性變形能力的AZ31鎂合金，結(jié)合金相觀察，SEM觀察，EDS分析、XRD分析，鹽霧試驗(yàn)，

2、動(dòng)電位極化曲線(xiàn)測(cè)量等手段，系統(tǒng)地對(duì)前處理工藝、化學(xué)鍍鎳工藝、鍍液的周期使用、鍍層耐蝕性能、初期沉積機(jī)理和腐蝕失效機(jī)理進(jìn)行了研究。 本文使用正交優(yōu)化試驗(yàn)設(shè)計(jì)，以鍍層結(jié)合力作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，優(yōu)選確定的一步酸洗活化工藝，能簡(jiǎn)化AZ31鎂合金前處理工藝，提高鍍鎳層結(jié)合強(qiáng)度和質(zhì)量，且處理液不含Cr<'6+>、HF等對(duì)環(huán)境和人體有毒害的物質(zhì)。對(duì)AZ31鎂合金化學(xué)鍍鎳前處理工藝研究表明，經(jīng)過(guò)前處理鎂合金表面覆蓋著一層均勻的MgF<,2>膜，這一膜

3、層具有保護(hù)鎂合金不受到酸性化學(xué)鍍鎳液腐蝕的作用，且MgF<,2>膜的表面狀態(tài)、厚度以及與基體的結(jié)合牢固程度，直接決定了最終鍍鎳層與基體的結(jié)合強(qiáng)度和鍍層質(zhì)量。 使用正交試驗(yàn)法確定了化學(xué)鍍鎳工藝配方及工藝參數(shù)，研究了化學(xué)鍍液周期使用方法，改進(jìn)了鍍液中Ni<'2+>濃度的測(cè)定方法。采用SEM觀察、EDS分析、結(jié)合力試驗(yàn)、全浸蝕試驗(yàn)結(jié)果表明，優(yōu)化后的化學(xué)鍍鎳工藝獲得的Ni-P鍍層具有良好的表面質(zhì)量、優(yōu)異的結(jié)合強(qiáng)度和優(yōu)良的耐蝕性能。

4、 通過(guò)中性鹽霧試驗(yàn)對(duì)鍍層進(jìn)行腐蝕，試驗(yàn)表明20μm的化學(xué)鍍鎳層在96h鹽霧試驗(yàn)中對(duì)基體的防護(hù)性能較好，達(dá)保護(hù)9級(jí)。導(dǎo)致Ni-P層防護(hù)失效的主要原因來(lái)自于試樣表面及鍍層內(nèi)部的缺陷，通過(guò)改進(jìn)化學(xué)鍍鎳工藝配方和嚴(yán)格控制工藝參數(shù)能減少鍍層缺陷的產(chǎn)生。 電化學(xué)動(dòng)電位極化曲線(xiàn)表明，AZ31鎂合金表面化學(xué)鍍鎳后，自腐蝕電位相對(duì)基體鎂合金正移1185mV，自腐蝕電流下降3個(gè)數(shù)量級(jí)；在極化曲線(xiàn)中存在明顯的鈍化區(qū)，其鈍化的電位區(qū)間達(dá)到398mV；