鎂合金在中性鍍液中直接化學(xué)鍍Ni-P工藝及鍍層性能的研究.pdf

1、鎂及鎂合金(如AZ91D)具有密度小、比強(qiáng)度高、尺寸穩(wěn)定性好及良好的磁屏蔽性等一系列特性，正成為現(xiàn)代高新技術(shù)領(lǐng)域中最有希望的材料，其性能優(yōu)于鋁基合金。它以其優(yōu)異的力學(xué)性能、物理性能已經(jīng)廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車工業(yè)、電子工業(yè)等領(lǐng)域。然而，鎂合金的耐蝕性和耐磨性差使其應(yīng)用受到了制約。如何解決這個(gè)問題，一直是人們所關(guān)注的課題。化學(xué)鍍鎳是近年來廣泛運(yùn)用的一種表面處理方法，其鍍層具有結(jié)構(gòu)致密、厚度均勻、硬度高、耐蝕耐磨性好等優(yōu)點(diǎn)。但在鎂合金化學(xué)鍍

2、鎳的工藝中，酸性和堿性鍍液都會(huì)對(duì)鎂合金基體造成嚴(yán)重的腐蝕，直接影響鍍層的性能。因此，怎么樣減小鍍液對(duì)基體的腐蝕是一個(gè)很重要的研究方向，然而對(duì)鎂基體腐蝕較小的中性化學(xué)鍍液報(bào)道卻不多。本文研究了PH值為6.5～7的中性鍍液中的鎂合金化學(xué)鍍Ni-P的工藝、鍍層性能和相結(jié)構(gòu)，并且在前處理液中沒有加入CrO3，不會(huì)產(chǎn)生對(duì)人體有害的Cr6+，減輕了對(duì)環(huán)境的壓力。 本文研究了無鉻預(yù)處理和中性鍍液中化學(xué)鍍Ni-P合金工藝，利用金相顯微鏡和Axi

3、overt25CA(Zeiss)光學(xué)圖像分析儀觀察鍍層的組織和表面形貌及其顯微組織，發(fā)現(xiàn)鍍層表面呈球胞狀堆積，胞與胞之間結(jié)合較緊密，大胞由若干個(gè)“變形”的小胞組成。用WS-97型聲發(fā)射劃痕儀進(jìn)行劃痕試驗(yàn)測(cè)定鍍層的結(jié)合強(qiáng)度，可以看出鎂合金基體上化學(xué)鍍Ni-P鍍層的Fc大約為40-60N，鍍層與基體結(jié)合良好。用電子天平稱重并計(jì)算鍍速，發(fā)現(xiàn)主鹽濃度、還原劑的濃度、絡(luò)合劑和溫度都會(huì)影響鍍層的沉積速度。用GDS(輝光放電光譜分析儀)測(cè)定鍍層成分分

4、布和X射線衍射(XRD)檢測(cè)相結(jié)構(gòu)，得出鍍層磷含量在9.5％～11％之間，X射線衍射分析曲線呈“饅頭”狀，具有典型非晶態(tài)合金的衍射圖樣，說明鍍層呈非晶態(tài)結(jié)構(gòu)。 用磨損試驗(yàn)儀測(cè)得Ni-P合金鍍層與GCr15鋼珠對(duì)磨的平均摩擦系數(shù)較AZ91D鎂合金基摩擦系數(shù)有較大減小，經(jīng)過回火后鍍層硬度提高，摩擦系數(shù)進(jìn)一步減小。磨痕形貌表明，鎂合金基體在干摩擦條件下的承載能力很差，磨損比較嚴(yán)重，磨痕較寬，并且有多處小塊剝落和大量的平行犁溝。經(jīng)化學(xué)鍍

5、鎳磷后，點(diǎn)蝕略多，磨痕淺而窄，犁溝則淺而細(xì)小，耐磨性有所提高。經(jīng)過400℃回火，犁溝和粘著脫落現(xiàn)象不明顯，只是輕微的擦傷，說明Ni-P鍍層回火后耐磨性能良好。 電化學(xué)測(cè)試表明經(jīng)過化學(xué)鍍鎳處理后的鎂合金試樣，在3.5％NaCl水溶液中，其耐蝕性得到了很大的提高，鍍鎳層的自腐蝕電位為-615mv，比鎂合金基體的自腐蝕電位上升了843mv。與原始鍍層相比，回火熱處理后隨著溫度的提高，自腐蝕電位呈現(xiàn)先上升后急劇下降的特征。200℃回火后