鎂合金直接化學(xué)鍍鎳層地制備與性能研究

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1、第42卷增刊2稀有金屬材料與工程Vol.42,Suppl.22013年11月RAREMETALMATERIALSANDENGINEERINGNovember2013鎂合金直接化學(xué)鍍鎳層的制備與性能研究1,2121邵忠財(cái)，胡榮，趙立新，魏守強(qiáng)(1.沈陽理工大學(xué)，遼寧沈陽110159)(2.牡丹江師范學(xué)院超硬材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，黑龍江牡丹江157012)摘要：采用3種酸洗液和3種活化液對鎂合金進(jìn)行處理，并將這3種酸洗活化配方對鎂合金的處理效果進(jìn)行了對比研究。結(jié)果表明，鎂合金經(jīng)酸洗配方：H3PO425mL/L，HNO325mL/L，活化配方：NH4H2PO480~100g/L，N

2、H4F30~50g/L處理后，可實(shí)現(xiàn)鎂合金直接化學(xué)鍍鎳．采用掃描電鏡及其附帶的能譜儀、X射線衍射儀、電化學(xué)工作站對活化膜層和鍍鎳層的性能進(jìn)行了研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，活化膜層主要為MgF2和Mg2P2O7轉(zhuǎn)化膜，鍍鎳層均勻細(xì)致，鍍層屬于亞晶態(tài)結(jié)構(gòu)，鍍層的自腐蝕電位較基體提高了1.1V，腐蝕電流明顯下降．銼刀試驗(yàn)與熱震試驗(yàn)表明鍍層與基體的結(jié)合力良好。關(guān)鍵詞：鎂合金；前處理；化學(xué)鍍鎳；性能中圖法分類號：TG178文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1002-185X(2013)S2-259-05鎂合金被人們譽(yù)為21世紀(jì)的“綠色工程”材料，化→直接化學(xué)鍍鎳（各步之間采用去離子水清洗）。在航空航天

3、、汽車、電子電器、國防軍工等領(lǐng)域有了除油工藝為NaOH15g/L，Na2CO325g/L,十二烷[1]很大的應(yīng)用，在某些方面已有逐步代替鋼鐵和鋁合基硫酸鈉0.5~1g/L，溫度60~70℃，時(shí)間2~3min。金的趨勢，但鎂合金有一個(gè)很致命的缺點(diǎn)，就是它的標(biāo)除油的目的是為了將試件表面上的油脂、污物等附著準(zhǔn)電位極負(fù)，在環(huán)境中容易發(fā)生腐蝕，限制了它的使用物去除，使鎂合金露出潔凈的表面。[2-4]范圍?；瘜W(xué)鍍鎳作為鎂合金表面處理手段之一，具酸洗的目的是為了除去鎂合金表面的氧化物并適有良好的耐蝕、耐磨、抗磁等性能，因而備受人們的當(dāng)?shù)貙Ρ砻孢M(jìn)行粗化，使鍍層與基體產(chǎn)生“互鎖”效應(yīng)[9

4、]青睞。以提高結(jié)合能力，傳統(tǒng)的酸洗工藝為鉻酸酸洗，它[5-8]目前，鎂合金化學(xué)鍍鎳的工藝主要有2種，一的優(yōu)點(diǎn)是不會對鎂合金造成太大的過腐蝕，因它能在種是將鎂合金浸鋅或其它金屬后，再化學(xué)鍍鎳；另一鎂合金表面形成一種鉻酸鹽轉(zhuǎn)化膜，但其具有較大的種是將鎂合金經(jīng)鉻酸酸洗，氟化氫活化后，直接化學(xué)毒性，不符合環(huán)保要求。本實(shí)驗(yàn)對3種酸洗工藝進(jìn)行鍍鎳．這2種工藝雖然比較成熟，但要么工藝過于繁對比研究。其配方分別為Ⅰ、H3PO425mL/L，HNO325瑣，要么前處理溶液中含有對環(huán)境和人體有害的化學(xué)mL/L，室溫，時(shí)間30s；Ⅱ、乳酸30~50g/L，室溫，-物質(zhì)。時(shí)間60s；Ⅲ、乳酸1

5、5g/L、H3PO40.04g/L、F0.4g/L本工作研究了不同的酸洗、活化工藝對鎂合金基室溫，時(shí)間60s。體表面結(jié)構(gòu)的影響，實(shí)驗(yàn)采用是合適的前處理過程，活化是直接化學(xué)鍍鎳的關(guān)鍵步驟，目前以氟化氫在鎂合金表面直接實(shí)施化學(xué)鍍，制備了鍍層均勻、結(jié)為活化液為主，其在鎂合金表面形成MgF2轉(zhuǎn)化膜，合力良好的鎂合金化學(xué)鍍層，目的在于找出一種適合阻止鎂合金在化學(xué)鍍鎳溶液中的腐蝕。但氟化物對鎳鎂合金的，對環(huán)境和人體不造成危害的前處理工藝。的沉積是沒有催化活性的，鎳是如何開始初始沉積的，對此曾進(jìn)行了很多研究。由于種種原因，氟化物膜呈1實(shí)驗(yàn)多孔的非致密膜，實(shí)際上為MgF2與MgO的混合

6、體，本實(shí)驗(yàn)材料為AZ91D，其化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))為：膜中氧化鎂充當(dāng)了化學(xué)鍍反應(yīng)的活性點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)鎳Mg93%，Al6.5%，其他0.5%。本實(shí)驗(yàn)采用化學(xué)鍍鎳的初始沉積,并以初始沉積的鎳粒子為中心，鍍層開始[10]的工藝流程為：預(yù)磨試樣→堿性除油→酸洗浸蝕→活生長，逐漸鋪展開，最后覆蓋整個(gè)基體。依照這種收稿日期：2012-12-15基金項(xiàng)目：遼寧省教育廳科學(xué)計(jì)劃項(xiàng)目（L2010484）；黑龍江省教育廳科學(xué)計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目（11551z016）作者簡介：邵忠財(cái)，男，1967年生，博士，教授，沈陽理工大學(xué)環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院，遼寧沈陽110159，電話：024-24680345，

7、E-mail:zhongcsh@126.com·260·稀有金屬材料與工程第42卷研究結(jié)果，設(shè)計(jì)出3種活化配方，以代替氟化氫活化。a(I)NH4H2PO480~100g/L，NH4F30~50g/L室溫時(shí)間：10min。(II)Na3PO480~100g/L，K2ZrF615~25g/L，室溫時(shí)間：10min。(III)Zn(H2PO4)250~70g/L酒石酸鉀鈉20~30g/L，K2MnO420~30g/L室溫時(shí)間5~10min?；瘜W(xué)鍍鎳溶液由如下組成：硫酸鎳25g/L，乳酸bc25g/L，次磷酸鈉30g/L，穩(wěn)定劑1mg/L，pH5