模具锌合金表面化学镀镍工艺研究

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1、硕l‘学位论文摘要锌合金作为一种经济快速模具材料，应用于冲压、注塑和吹塑等领域的试制和中小批量模具中，取得了很好的经济和社会效益。但是相对于钢模，其强度硬度较低、耐蚀耐磨性差，限制了应用。化学镀镍可以有效改善材料的表面性能，广泛用于各种材料的表面改性，也是一种重要的模具表面处理工艺。将化学镀镍用于锌合金模具上，既可以充分利用锌合金的成型性能好和成本低的优势，又能有效改善锌合金模具的耐蚀耐磨性，提高其使用寿命，但是传统意义上的锌合金表面化学镀镍工艺都存在各种缺点或弊端，所以找到一种既环保镀层质量又高的化学镀镍工艺势在必行。本课题研究了一种能

2、够清洁生产、低能耗且镀层质量较高的碱性化学镀镍+酸性化学镀镍的工艺，此工艺避免了传统工艺的缺点，最大限度的降低了锌在镀液中的返溶现象，也解决了酸性镀液对基体的腐蚀问题。镀层质量的好坏，关键在于前处理工艺。本文通过大量的实验，找到了适合模具锌合金表面化学镀镍的前处理工艺：化学除油一弱酸浸蚀一活化一碱性预镀镍。通过本工艺处理后，锌合金表面沉积了1．O¨m～1．5“m厚的Ni．P镀层，该镀层致密，光亮。本文系统介绍了化学镀镍溶液的组成以及各组分的作用，在此基础上获得了模具锌合金表面化学镀镍的工艺。在化学镀镍工艺中，研究了镀液中硫酸镍的浓度、次亚

3、磷酸钠的浓度、络合剂的浓度、缓冲剂的浓度、pH值、温度等工艺参数对化学镀镍沉积速率的影响，得到了合理的化学镀镍工艺：酸性化学镀镍：硫酸镍25～30g／L，次磷酸钠30～35g／L，主络合剂20～25ml／L，辅助络合剂5～109／L，加速剂2～8ml／L，缓冲剂20～25g／L，稳定剂10～20mg／L，pH值5．0，温度85℃。对镀层进行了结合力、硬度、耐蚀性以及耐磨性测试，用测厚仪测量了镀层的平均厚度。用扫描电镜、电子探针、X射线衍射仪对镀层进行了微观形貌、结构及成分分析，结果表明：从外观上观察，模具锌合金表面的化学镀镍层光滑、致密、

4、光泽度好，没有任何针孔、麻点、起泡等缺陷。镀层的含磷量为6．03％，属于中磷镀层，镀层为非晶态结构。对镀层进行结合力和耐蚀性测试，结果表明其结合强度和耐蚀性良好，镀层镀态硬度为HV635。关键词：模具锌合金；化学镀镍；碱性预镀；镀镍配方；性能；模只锌含金表面化学镀镍AbstractThezincalloyappliesinthetrialmanufacturingofpunching，injectionmoldingandblowmoldingandthesmallbatchmoldasaneconomicalfastmoldmateri

5、al，andhasachieVedgoodeconomicandsocialbenefits．HoweVeritsintensityandhardnesswaslo、Ⅳ，wear-resistingandanticorrosionispoor，whichisoppositeinthesteel，theapplicationhasbeenlimited．Electrolessnickelplatingcannotonlyef．fectiVelyimproVesthesurfaceperformanceofthematerial，andwid

6、elyusesinthesurfacemodificationofVariousmaterials，butalsoanimportanttreatmentcraftofmoldsurface．Electrolessnickelplatingforzincalloydiecannotonlymakef．ulluseofthezinca110yadVantagessuchastheperfectformingperformanceandlow-cost，canalsoef．fectiVelyimproVethecorrosionresista

7、nce，wearresistanceandservicelifbofzincalloydie，butthetraditionalelectrolessnickelPlatingontheZincAlloysurfacehasshortcomingsordef．ects，findingaenVironmentalprotection，highqualitycoatingofelectrolessnickelplatingisimperatiVe．Aclean，lowpowerandhigh—qualitycoatingofalkali+ac

8、idicelectrolessnickelplatingprocesswasresearched，theprocesscanaVoidtheshortcomingsoftraditionalt