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1、AZ91D直接化學(xué)鍍鐮新型前處理工藝探究【摘要】鎂合金直接化學(xué)鍍鐮是鎂合金表面防護(hù)的重要方法之一，采用以磷酸、硼酸、氟化氫鐵、添加劑A為配方的新型前處理液進(jìn)行活化，能夠獲得致密、均勻，結(jié)合力合格的鍍層?！娟P(guān)鍵詞】AZ91D；化學(xué)鍍鎳；前處理前言AZ91D鎂合金以其抗老化、抗沖擊、減震性能好，尺寸穩(wěn)定性好，以及較好的機(jī)械性能和良好的電磁屏蔽性等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用前景廣闊。然而，鎂合金高度的化學(xué)活潑性使其在使用環(huán)境下極易遭到腐蝕破壞［1］。目前應(yīng)用于鎂合金的表面處理技術(shù)很多，主要有化學(xué)轉(zhuǎn)化、陽(yáng)極氧化、微弧氧化、電鍍和化學(xué)鍍等防護(hù)技術(shù)［2-5］o化學(xué)鍍鐮是鎂合金表面防護(hù)的重要方法之一。
2、然而，鎂合金直接化學(xué)鍍鎳目前主要采用鎔酸加氫氟酸作前處理，存在例如危害環(huán)境等諸多問(wèn)題。本文研究了一種新型的環(huán)保型活化液，對(duì)試樣進(jìn)行活化，再化學(xué)鍍鎳，采用SEM檢測(cè)了鍍層的表面形貌和截面形貌，劃痕發(fā)測(cè)試了鍍層的結(jié)合力。1、直接化學(xué)鍍礫工藝流程工藝流程：打磨一超聲波清洗一活化一化學(xué)鍍鎳。打磨：用1500#金相砂紙打磨。超聲波清洗：先用丙酮清洗10分鐘，再用蒸館水清洗10分鐘?；罨毫姿幔?5%）30-60mL/L,硼酸10-32g/L氟化氫鐵20-40g/L,添加劑A1-5g/Lo化學(xué)鍍鐮：堿式碳酸鐮10g/L,次磷酸鈉20g/L,氫氟酸（40%）12mL/L,檸檬酸5.2g
3、/L,氟化氫鞍10g/L,穩(wěn)定劑almg/L,氨水（25%）30mL/L,蒸憎水若干，時(shí)間120min,溫度分別為80°Co2、結(jié)果分析2.1新型活化工藝在提高結(jié)合力方面，不少研究者研究了不同的酸洗和活化液對(duì)鍍層結(jié)合力的影響。然而，傳統(tǒng)的酸洗活化法不僅耗時(shí)耗力，而且試樣表面顆粒很不均勻，有很多大顆粒出現(xiàn)。本實(shí)驗(yàn)采用新型的“一步酸洗活化”方法，其配方如下表1：表1一步酸洗活化配方AZ91D在酸洗活化液中浸泡10s、20s、30s、40s后試樣表面的形貌如圖3.1所示。從圖中可以看出，隨著酸洗活化的時(shí)間的增長(zhǎng)，試樣表面的金屬光澤逐漸消失，腐蝕凹坑縱向加深，腐蝕產(chǎn)物增多。圖a是
4、在酸洗活化液里浸蝕10s后的形貌，可以看出腐蝕不均勻，還存在大量的裸露基體表面;圖b是在酸洗活化液里浸蝕20s后的表面形貌，腐蝕較均勻;當(dāng)酸洗活化時(shí)間為30s時(shí)，如圖c,腐蝕更加均勻，但是存在腐蝕凹坑；當(dāng)酸洗活化時(shí)間為40s時(shí)，如圖d,出現(xiàn)了較多的疏松的腐蝕產(chǎn)物，覆蓋在了鎂合金基體上。所以，酸洗活化時(shí)間為20s最佳，因?yàn)榇藭r(shí)，腐蝕較均勻，且基體腐蝕凹坑不會(huì)太深，腐蝕產(chǎn)物不至于完全覆蓋基體，從而影響鍍層。2.2鍍層的表面、截面微觀形貌圖2是AZ91D直接化學(xué)鍍鐮的表面微觀形貌，可以看出,鍍層是由大小不一的晶粒堆垛形成，晶粒之間存在縫隙，晶粒的生長(zhǎng)包括橫向生長(zhǎng)和縱向生長(zhǎng)，而兩
5、個(gè)方向生長(zhǎng)速率的不一致導(dǎo)致了鍍層厚度的起伏變化?？梢钥闯?，通過(guò)本文所述前處理工藝，獲得了致密、均勻的鍍層。圖2AZ91D直接化學(xué)鍍鎳微觀形貌圖3是鍍層截面微觀形貌，可以看出鍍層與基體之間結(jié)合良好，無(wú)間隙。圖3鍍層截面形貌2.3鍍層結(jié)合力的測(cè)定通過(guò)刻劃鍍層試樣，以此來(lái)了解鍍層與基體的結(jié)合情況。用硬質(zhì)刀片在鎂合金基體和試樣表面縱橫交錯(cuò)地各劃4條線，將鍍層劃穿成2mm間距的方格，鍍層劃痕交錯(cuò)處均無(wú)任何脫皮或剝落現(xiàn)象，進(jìn)一步用刀片在劃痕處挑撬鍍層，撬后鍍層不脫落，可見結(jié)合力合格。3、結(jié)論與展望(1)利用新型活化法獲得了致密、均勻、結(jié)合力合格的鍍層。(2)無(wú)論是電鍍還是化學(xué)鍍，結(jié)合
6、力問(wèn)題一直是困擾鎂合金被廣泛使用的主要問(wèn)題，所以研究出高結(jié)合力的鍍層是鎂合金直接化學(xué)鍍鎳的發(fā)展趨勢(shì)?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】[1]胡慶福?鎂化合物生產(chǎn)與應(yīng)用[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.[2]余剛，劉躍龍，李瑛，等.鎂合金的腐蝕與防護(hù)[J].中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào),2002,12(6)：108-109.[3]蔣百靈，張淑芬.鎂合金微弧氧化陶瓷層耐蝕性的研究[J]?中國(guó)腐蝕與防護(hù)學(xué)報(bào)，2002,22(5)：300-303.[4]蘭偉，孫建春，周安若，等.鎂合金表面處理技術(shù)的研究現(xiàn)狀[D]?材料導(dǎo)報(bào)，2006(S1)：428-430.[5]LiuZM,GaoW.Electroless
7、nickelplatingonAZ91Mgalloysubstrate[J].SurfaceandCoatingsTechnology,2006,[6]LiuX,XiangY,HuW,etal.Effectoffluoridefimlonbondingofelectrolessnickelcoatingwithmagnesiumalloys[J].Trans.Inst.Met.Finish,2005,83(6)：286.
