鎂合金化學(xué)鍍鎳影響因素及機(jī)理研究.pdf

1、鎂合金具有許多優(yōu)良的物理和機(jī)械性能，如密度小、比強(qiáng)度高、彈性模量小、剛性好、易于切削加工、易于鑄造等性能優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于汽車、機(jī)械制造、航空航天、電子等領(lǐng)域，但是由于鎂的化學(xué)活性導(dǎo)致鎂合金的耐蝕性差，嚴(yán)重限制了它的應(yīng)用。 盡管可以通過控制雜質(zhì)含量，或采用合金化等方法來減少鎂合金腐蝕的傾向，對鎂合金表面進(jìn)行防腐蝕處理具有工藝簡單、成本低、能獲得功能性涂層的優(yōu)點(diǎn)。與其他表面處理方法相比，化學(xué)鍍鎳不僅能獲得高硬度、高耐磨耐蝕性，而且能

2、夠在形狀復(fù)雜的鑄件上得到厚度均勻的鍍層，被廣泛的應(yīng)用到各個領(lǐng)域。近年來，通過在化學(xué)鍍液中加入氟化物和控制鍍液pH值的直接化學(xué)鍍鎳方法逐漸受到重視，其主要工藝步驟是機(jī)械前處理→堿洗→酸洗→活化→化學(xué)鍍鎳。在這個工藝流程中前處理的各道工序?qū)瘜W(xué)鍍鎳能否成功進(jìn)行及最終鍍鎳層的質(zhì)量有決定性影響。 通過研究不同鎂合金基體在前處理過程的作用行為發(fā)現(xiàn)AM60B鎂合金中在酸洗時表面會出現(xiàn)黑色條紋狀的腐蝕缺陷，這些黑色條紋即使通過延長酸洗前的脫脂

3、時間，以及強(qiáng)化清洗過程，也難以消除，不利于后續(xù)化學(xué)鍍鎳的進(jìn)行；掃描電鏡觀察和能譜分析，對黑色條紋腐蝕產(chǎn)生區(qū)域的微觀組織與成份進(jìn)行研究，并對其形成機(jī)制作了分析。 鎂合金化學(xué)鍍鎳中常用的是鉻酸基酸洗溶液，本文研究了不同的鉻酸酸洗工藝對化學(xué)鍍鎳的影響，檢測了鍍層界面形貌、鍍層結(jié)合力及耐蝕性等，對不同酸洗工藝后的表面形貌和元素組成也進(jìn)行了分析，得出：不同酸洗工藝可以得到不同的腐蝕程度，酸洗主要是通過增加基體表面粗糙度，從而增加后續(xù)化學(xué)鍍

4、鎳中鍍層及基體之間的機(jī)械咬合作用，提高鍍層結(jié)合力；前處理中的試樣形貌變化主要發(fā)生在鉻酸酸洗階段，HF活化階段對表面形貌的影響較??；鉻酸-硝酸酸洗后基體Mg被選擇性腐蝕，出現(xiàn)Cr<,2>O<,3>、Al<,2>O<,3>等氧化物，這層氧化物若不去除，會對化學(xué)鍍鎳產(chǎn)生不利的影響。在分析鉻酸酸洗作用機(jī)理的基礎(chǔ)上，提出采用緩蝕處理+稀酸酸洗的鎂合金化學(xué)鍍鎳無鉻前處理工藝方法，對無鉻前處理的各個工藝步驟進(jìn)行了探討，得到了最佳的緩蝕處理工藝和稀酸酸

5、洗工藝。 鎂合金酸洗后要經(jīng)過氫氟酸的活化，才能進(jìn)行化學(xué)鍍鎳。通過檢測不同濃度HF活化后試樣表面形貌及元素組成的情況，結(jié)合XPS分析表面成分及其化學(xué)態(tài)的情況，試圖解釋HF活化后形成的氟化物膜的組成與結(jié)構(gòu)及其對化學(xué)鍍鎳過程的影響，得出：HF濃度對氟化物膜的結(jié)構(gòu)會有很大的影響，高濃度HF活化的氟化物膜致密，但很薄，化學(xué)鍍鎳?yán)щy；低濃度HF活化的氟化物膜較厚，但疏松，基體在鍍液中易腐蝕。XPS分析得出活化處理形成的氟化物膜是由MgF<,