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时间:2019-03-02
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1、第42卷增刊2稀有金属材料与工程Vol.42,Suppl.22013年11月RAREMETALMATERIALSANDENGINEERINGNovember2013镁合金直接化学镀镍层的制备与性能研究1,2121邵忠财,胡荣,赵立新,魏守强(1.沈阳理工大学,辽宁沈阳110159)(2.牡丹江师范学院超硬材料重点实验室,黑龙江牡丹江157012)摘要:采用3种酸洗液和3种活化液对镁合金进行处理,并将这3种酸洗活化配方对镁合金的处理效果进行了对比研究。结果表明,镁合金经酸洗配方:H3PO425mL/L,HNO325mL/L,活化配方:NH4H2PO480~100g/L,N
2、H4F30~50g/L处理后,可实现镁合金直接化学镀镍.采用扫描电镜及其附带的能谱仪、X射线衍射仪、电化学工作站对活化膜层和镀镍层的性能进行了研究。结果发现,活化膜层主要为MgF2和Mg2P2O7转化膜,镀镍层均匀细致,镀层属于亚晶态结构,镀层的自腐蚀电位较基体提高了1.1V,腐蚀电流明显下降.锉刀试验与热震试验表明镀层与基体的结合力良好。关键词:镁合金;前处理;化学镀镍;性能中图法分类号:TG178文献标识码:A文章编号:1002-185X(2013)S2-259-05镁合金被人们誉为21世纪的“绿色工程”材料,化→直接化学镀镍(各步之间采用去离子水清洗)。在航空航天
3、、汽车、电子电器、国防军工等领域有了除油工艺为NaOH15g/L,Na2CO325g/L,十二烷[1]很大的应用,在某些方面已有逐步代替钢铁和铝合基硫酸钠0.5~1g/L,温度60~70℃,时间2~3min。金的趋势,但镁合金有一个很致命的缺点,就是它的标除油的目的是为了将试件表面上的油脂、污物等附着准电位极负,在环境中容易发生腐蚀,限制了它的使用物去除,使镁合金露出洁净的表面。[2-4]范围。化学镀镍作为镁合金表面处理手段之一,具酸洗的目的是为了除去镁合金表面的氧化物并适有良好的耐蚀、耐磨、抗磁等性能,因而备受人们的当地对表面进行粗化,使镀层与基体产生“互锁”效应[9
4、]青睐。以提高结合能力,传统的酸洗工艺为铬酸酸洗,它[5-8]目前,镁合金化学镀镍的工艺主要有2种,一的优点是不会对镁合金造成太大的过腐蚀,因它能在种是将镁合金浸锌或其它金属后,再化学镀镍;另一镁合金表面形成一种铬酸盐转化膜,但其具有较大的种是将镁合金经铬酸酸洗,氟化氢活化后,直接化学毒性,不符合环保要求。本实验对3种酸洗工艺进行镀镍.这2种工艺虽然比较成熟,但要么工艺过于繁对比研究。其配方分别为Ⅰ、H3PO425mL/L,HNO325琐,要么前处理溶液中含有对环境和人体有害的化学mL/L,室温,时间30s;Ⅱ、乳酸30~50g/L,室温,-物质。时间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、活化工艺对镁合金基室温,时间60s。体表面结构的影响,实验采用是合适的前处理过程,活化是直接化学镀镍的关键步骤,目前以氟化氢在镁合金表面直接实施化学镀,制备了镀层均匀、结为活化液为主,其在镁合金表面形成MgF2转化膜,合力良好的镁合金化学镀层,目的在于找出一种适合阻止镁合金在化学镀镍溶液中的腐蚀。但氟化物对镍镁合金的,对环境和人体不造成危害的前处理工艺。的沉积是没有催化活性的,镍是如何开始初始沉积的,对此曾进行了很多研究。由于种种原因,氟化物膜呈1实验多孔的非致密膜,实际上为MgF2与MgO的混合
6、体,本实验材料为AZ91D,其化学成分(质量分数)为:膜中氧化镁充当了化学镀反应的活性点,从而实现镍Mg93%,Al6.5%,其他0.5%。本实验采用化学镀镍的初始沉积,并以初始沉积的镍粒子为中心,镀层开始[10]的工艺流程为:预磨试样→碱性除油→酸洗浸蚀→活生长,逐渐铺展开,最后覆盖整个基体。依照这种收稿日期:2012-12-15基金项目:辽宁省教育厅科学计划项目(L2010484);黑龙江省教育厅科学计划重点项目(11551z016)作者简介:邵忠财,男,1967年生,博士,教授,沈阳理工大学环境与化学工程学院,辽宁沈阳110159,电话:024-24680345,
7、E-mail:zhongcsh@126.com·260·稀有金属材料与工程第42卷研究结果,设计出3种活化配方,以代替氟化氢活化。a(I)NH4H2PO480~100g/L,NH4F30~50g/L室温时间:10min。(II)Na3PO480~100g/L,K2ZrF615~25g/L,室温时间:10min。(III)Zn(H2PO4)250~70g/L酒石酸钾钠20~30g/L,K2MnO420~30g/L室温时间5~10min。化学镀镍溶液由如下组成:硫酸镍25g/L,乳酸bc25g/L,次磷酸钠30g/L,稳定剂1mg/L,pH5
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