AZ31鎂合金化學(xué)鍍鎳工藝及耐腐蝕性能研究.pdf

1、鎂合金是工程應(yīng)用中最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，其比強度和比剛度大，具有良好的鑄造性能、電磁屏蔽性能、機械加工性能、阻尼性能以及再加工回收特性，在航空航天、汽車、電子等領(lǐng)域正得到日益廣泛的應(yīng)用。但是鎂合金的耐蝕性差，阻礙了鎂合金的進一步開發(fā)應(yīng)用?；瘜W(xué)鍍鎳由于其鍍層具有優(yōu)異的耐蝕、耐磨性能，且鍍層均勻、表面光潔，是鎂合金有效的表面防護方法之一。本文針對具有良好塑性變形能力的AZ31鎂合金，結(jié)合金相觀察，SEM觀察，EDS分析、XRD分析，鹽霧試驗，

2、動電位極化曲線測量等手段，系統(tǒng)地對前處理工藝、化學(xué)鍍鎳工藝、鍍液的周期使用、鍍層耐蝕性能、初期沉積機理和腐蝕失效機理進行了研究。 本文使用正交優(yōu)化試驗設(shè)計，以鍍層結(jié)合力作為評價指標(biāo)，優(yōu)選確定的一步酸洗活化工藝，能簡化AZ31鎂合金前處理工藝，提高鍍鎳層結(jié)合強度和質(zhì)量，且處理液不含Cr<'6+>、HF等對環(huán)境和人體有毒害的物質(zhì)。對AZ31鎂合金化學(xué)鍍鎳前處理工藝研究表明，經(jīng)過前處理鎂合金表面覆蓋著一層均勻的MgF<,2>膜，這一膜

3、層具有保護鎂合金不受到酸性化學(xué)鍍鎳液腐蝕的作用，且MgF<,2>膜的表面狀態(tài)、厚度以及與基體的結(jié)合牢固程度，直接決定了最終鍍鎳層與基體的結(jié)合強度和鍍層質(zhì)量。 使用正交試驗法確定了化學(xué)鍍鎳工藝配方及工藝參數(shù)，研究了化學(xué)鍍液周期使用方法，改進了鍍液中Ni<'2+>濃度的測定方法。采用SEM觀察、EDS分析、結(jié)合力試驗、全浸蝕試驗結(jié)果表明，優(yōu)化后的化學(xué)鍍鎳工藝獲得的Ni-P鍍層具有良好的表面質(zhì)量、優(yōu)異的結(jié)合強度和優(yōu)良的耐蝕性能。

4、 通過中性鹽霧試驗對鍍層進行腐蝕，試驗表明20μm的化學(xué)鍍鎳層在96h鹽霧試驗中對基體的防護性能較好，達保護9級。導(dǎo)致Ni-P層防護失效的主要原因來自于試樣表面及鍍層內(nèi)部的缺陷，通過改進化學(xué)鍍鎳工藝配方和嚴格控制工藝參數(shù)能減少鍍層缺陷的產(chǎn)生。 電化學(xué)動電位極化曲線表明，AZ31鎂合金表面化學(xué)鍍鎳后，自腐蝕電位相對基體鎂合金正移1185mV，自腐蝕電流下降3個數(shù)量級；在極化曲線中存在明顯的鈍化區(qū)，其鈍化的電位區(qū)間達到398mV；