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1、58AZ91D镁合金直接化学镀镍工艺毛泽旭,李鹏飞,郭锋(内蒙古工业大学材料科学与工程学院,内蒙古呼和浩特010051)[摘要]为了降低生产成本,研究了AZ91D镁合金直接化学镀镍工艺。借助表面分析技术分析了AZ91D镁合金化学镀镍前处理及直接化学镀镍后的表面形貌,研究了不同工艺条件对镀层表面形貌的影响,测试了镀层与基体的结合情况及镀层结构。结果表明:以硫酸镍为主盐,pH值为5.5～6.5,施镀温度为80～95℃,施镀时间为1.0～2.5h时,可在镁合金表面直接化学沉积一层表面平整‰组织致密‰与基体
2、结合力良好及硬度较高的非晶态Ni2P合金镀层。[关键词]化学镀镍;AZ91D镁合金;形貌;硬度[中图分类号]TQ153.1[文献标识码]A[文章编号]1001-1560(2010)05-0058-030前言水清洗,清洗时速度要尽量快,因为镁合金化学性质很活泼,在空气中暴露时会与空气中的氧气发生反应而镁合金具有优良的特性,在汽车、航空航天、电子形成氧化膜,影响镀层的结合力。通讯等领域得到了广泛应用,但其耐腐蚀性较差,使其表1AZ91D镁合金化学组成%应用受到制约。目前,提高耐蚀性的方法主要有化学元素A
3、lZnMnSiCuFeNiMg转化膜‰阳极氧化‰微弧氧化‰有机涂层和特殊涂层8.500～0.450～0.170～<<<<以及化学镀镍镁合金[1,2]等。其中化学镀因镀层厚度w余量9.5000.9000.4000.0500.0250.0040.001均匀,耐蚀性良好,应用较多。近年来,镁合金化学镀1.2镁合金化学镀镍工艺镍的研究主要集中在化学镀镍工艺‰镀液成分‰镀层性能及镀层与基体结合力等方面,主盐大多采用价格镀液配方:20g/LNiSO4·6H2O,20g/L[3～5]昂贵的碱式碳酸盐或乙酸镍,从而
4、增加了镁合金Na3C6H5O7·2H2O,12mL/LHF(40%),10g/L化学镀镍的成本。本工作在传统化学镀镍工艺的基础NH4HF2,20g/LNaH2PO2·H2O,37mL/LNH3·H2O上,以NiSO4·6H2O为主盐在镁合金上直接化学镀镍,(25%),1mg/L硫脲;工艺条件为:pH值5.5～6.5,温得到了质量较好的镀层。与碱式碳酸盐为主盐的镀镍度80～95℃,时间1.0～2.5h。施镀在YLE21000型工艺相比,本工艺降低了化学镀镍成本。集热式恒温磁力搅拌器中进行,搅拌速度可控
5、,温控精度±2℃;镀液酸碱度采用PHS23C型pH计测量。1试验1.3检测分析1.1基材前处理试样采用JCT21106型超声波清洗机清洗。试样失重采用AEU2210型电子天平称量。分别使用所用基材为AZ91D镁合金,尺寸为<30mm×2OLYMPUS2GX51型金相显微镜、S3400N扫描电子显微mm,其化学成分见表1。将基材分别用400,600,800,镜观察镀层的金相组织、表面及断面形貌和镀层的成1000号SiC水砂纸打磨,使其表面光滑、平整;前处理分分布。采用PW1700型X射线衍射仪分析镀层
6、的物工艺流程如下:试样→机械打磨→超声波清洗→碱洗相构成。用MM6型显微硬度仪测试镀层的显微硬度。→酸洗→活化→化学镀镍→成品。各步骤后用去离子(1)超声波清洗超声波清洗液为丙酮,室温下清洗10～20min;经过超声波清洗后基材表面较光亮,表[收稿日期]20091220面已无油脂、污垢,有利于镍的沉积。[通信作者]毛泽旭(1984-),女,在读硕士研究生,研究(2)碱洗碱洗工艺为:50g/LNaOH,10g/L方向:主要从事金属材料表面改性的研究,电话:15024999102,E2mail:3276
7、00308@qq.comNa3PO4·12H2O,温度(65±2)℃,时间10～15min。©1994-2012ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net59经过碱洗后,镁合金基体的划痕清晰可见,基本上没有质量损失(见图1)。图4不同时间、不同温度镁合金化学镀镍后的表面形貌图5为条件不变施镀2h不同温度下镀层的表面图1碱洗10min后试样的表面形貌SEM形貌。图6是温度恒定,不
8、同施镀时间下镀层的(3)酸洗采用铬酸和硝酸混合液酸洗,工艺为表面SEM形貌。125g/LCrO3,110mL/LHNO3(68%),温度20℃,时间40～120s,剧烈搅拌。经过酸洗后,镁合金表面形成了氧化物或氢氧化物膜,松散附着的冷加工污垢已经被彻底去除,基体上的划痕已不可见(见图2)。图5不同温度施镀2h镀层表面SEM形貌图2酸洗40s后试样的表面形貌(4)活化采用较高浓度的氢氟酸(40%)活化,条件为:380mL/LHF(40%),温度20℃,时间5～20min
