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鎂合金化學(xué)鍍鎳工藝的研究
郭艷婷 李建三
(華南理工大學(xué)工業(yè)裝備與控制工程學(xué)院 廣東廣州510640)
0 前言
鎂是目前最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，在地球中含量豐富，開發(fā)利用鎂合金產(chǎn)品是當(dāng)今研究的熱點(diǎn)。其它金屬相比，鎂合金具有密度低，比強(qiáng)度、比剛度、比彈性模量高，減震性、高溫塑性、拋光性、導(dǎo)熱導(dǎo)電性和磁屏蔽性好等特點(diǎn)，而且具有很好的鑄造性能和切削加工性能，被廣泛應(yīng)用于汽車、航空航天、電子和通訊等行業(yè)。
鎂也是工程應(yīng)用中最活潑的金屬，在25 “C時(shí)標(biāo)準(zhǔn)電極電位為一2.37V川。在潮濕的空氣、含硫氣氛和海洋大氣中均會(huì)遭受嚴(yán)重的腐蝕，因此，在使用鎂合金前必須對(duì)其進(jìn)行表面處理。化學(xué)鍍鎳是鎂合金表面處理的重要方法之一。化學(xué)鍍鎳層厚度均勻、化學(xué)穩(wěn)定性好、表面光潔平整，具有良好的耐蝕性和耐磨性。
本文對(duì)化學(xué)鍍鎳工藝進(jìn)行研究，并對(duì)鍍層外觀、鍍速、鍍層的耐蝕性及組織結(jié)構(gòu)等進(jìn)行分析。
1 試驗(yàn)
1.1 實(shí)驗(yàn)材料
采用AzglD鎂合金材料，試樣尺寸為40mmx25mmxl.5mm
1.2 前處理
1.2.1 工藝流程
打磨 試 片 一堿洗一水洗一酸洗一水洗一活化一水洗一預(yù)浸鋅
1.2.2 主要工序說明
(1) 堿 洗
堿洗液配方及工藝條件:
1.3 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)
采用硫酸鎳為鎳鹽的鍍液，加人配位劑、氟化物和穩(wěn)定劑，采用hs(56)正交試驗(yàn)表進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)中化學(xué)鍍鎳液均用氨水調(diào)節(jié)pH值至6.5左右，穩(wěn)定劑的添加量為lmg/L。
2 結(jié)果與分析
2.1 正交試驗(yàn)
根據(jù)正交試驗(yàn)表中各因素的水平值配制鍍液，對(duì)鎂合金進(jìn)行化學(xué)鍍鎳。化學(xué)鍍鎳液溫度為85℃，時(shí)間為lh。正交試驗(yàn)的結(jié)果，可以用鍍速和鍍層的耐蝕性進(jìn)行評(píng)定。
2.2 鍍速
正交試驗(yàn)中硫酸鎳的極差最大，其次分別是檸檬酸、次磷酸鈉、氫氟酸，氟化氫按的極差最小。說明要提高鍍速必須增加硫酸鎳的用量，而使用檸檬酸為配位劑也是導(dǎo)致鍍速不高的重要原因。但過于追求鍍速，很可能造成鍍層外觀質(zhì)量的下降。
2.3 耐蝕性
次磷酸鈉和氟化氫按的極差均為最大，其次是硫酸鎳、檸檬酸，氫氟酸的極差最小。說明鎂合金在含有F一的溶液中比較穩(wěn)定，F(xiàn)一能在一定程度上抑制5代一對(duì)鎂基體的腐蝕。但氟化物的用量不能過多，否則，會(huì)使鍍液中生成氟化物沉淀，從而造成鎳的損失、鍍層質(zhì)量下降等不利影響。
2.4 綜合性能評(píng)價(jià)及最佳配方的確定
綜合性能的評(píng)價(jià)主要考慮耐蝕性、鍍速及鍍層外觀等方面的因素。由于化學(xué)鍍鎳層通常最重要的考慮因素是耐蝕性能，因此，在綜合評(píng)定時(shí)，重點(diǎn)考慮耐蝕性。
根據(jù)正交試驗(yàn)結(jié)果，可以得出化學(xué)鍍鎳的最佳工藝配方:硫酸鎳309/L，次磷酸鈉42歲L，檸檬酸15g/L，氟化氫按12g/L，氫氟酸169/L。
2.5 鍍層組織結(jié)構(gòu)分析
對(duì)鎂合金化學(xué)鍍鎳層進(jìn)行xRD分析，如圖1所示。
從圖1可看出，XRD衍射譜圖在20約為科.50處出現(xiàn)漫散射的寬化峰，晶化特征不明顯，表明鍍層是由非晶態(tài)的鎳及部分微晶的鎳組成。同時(shí)也說明了鎂合金表面的化學(xué)鍍鎳層與鋼鐵基體的化學(xué)鍍鎳層的組織結(jié)構(gòu)類似閉，鍍態(tài)的組織結(jié)構(gòu)屬于非晶態(tài)或非晶態(tài)與微晶的混合態(tài)。
3 結(jié)論
(2).XRD分析結(jié)果表明，鎂合金化學(xué)鍍鎳層的組成是由非晶態(tài)的鎳及部分微晶的鎳組成，與鋼鐵基體的化學(xué)鍍鎳層的組織結(jié)構(gòu)類似。
