镁合金表面预处理对电沉积锌镀层界面形成与镀层生长的影响

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预镀镍对重力法电镀锌层结晶形貌的影响

预镀镍对重力法电镀锌层结晶形貌的影响

预镀镍对重力法电镀锌层结晶形貌的影响蔡捷;李先杰;毕玉梅;冯冠文;黄道兵【摘要】对预镀镍的工艺及预镀镍对重力法电镀锌层结晶形貌及织构的影响进行了探讨,并分析了预镀镍改善电镀锌表面质量的机理.结果表明,预镀镍处理可以削弱后续电镀锌过程中镀层取向对基板取向的位相承继关系并进一步细化镀层晶粒,从而提高电镀锌板的表面质量.【期刊名称】《武汉工程职业技术学院学报》【年(卷),期】2017(029)004【总页数】3页(P6-8)【关键词】预镀镍;电镀锌;表面质量;形貌【作者】蔡捷;李先杰;毕玉梅;冯冠文;黄道兵【作者单位】武汉钢铁有限公司湖北武汉 430080;武汉钢铁有限公司湖北武汉430080;武汉钢铁有限公司湖北武汉 430080;武汉钢铁有限公司湖北武汉430080;武汉钢铁有限公司湖北武汉 430080【正文语种】中文【中图分类】TQ153.1+2电镀锌钢板广泛应用于轻工、家电、汽车等行业。

由于电镀锌钢板具备优良的耐腐蚀性和表面质量,高档轿车外板如奔驰、大众等一直在广泛使用电镀锌钢板。

同时,随着工业化进程的快速发展,汽车、家电以外的影视、OA(Office Appliances即办公自动化,主要产品包括复印机、打印机、传真机、扫描仪等)、3C(信息家电,主要产品包括电脑机箱、通讯机柜及消费类电子产品)等领域也大量使用电镀锌钢板[1]。

近十几年来,世界上新建电镀锌产能大多采用奥地利Andritz重力法电镀锌[2]。

目前世界上采用Andritz重力法电镀锌的机组产能近400万吨/年,该工艺是垂直式电镀工艺的一种,电镀时镀槽不充满镀液,镀液仅存在于阳极与带钢之间,并依靠自身重力来加速,具备电流效率高、无需边缘保护罩、表面质量优等优点[3]。

武钢电镀锌机组即采用重力法电镀锌工艺,但由于电镀锌前工序来料表面质量问题,即使经过电镀前的脱脂和酸洗之后,表面镀层质量问题仍时有发生,尤其是表面色差缺陷。

因此,为提高电镀锌板表面质量,在电镀锌工艺之前增加预镀镍工艺,采用卧式电镀槽,可溶性阳极,在镀锌之前先预镀一层极薄的镍,再镀锌后能够明显改善表面质量。

表面处理习题与答案

表面处理习题与答案

表面处理习题与答案1、金属表面预处理的主要目的是什么?除油、除锈、获得具有一定粗糙度的表面2、简述不同除油方法的特点和利弊。

有机溶剂除油:速度快,能同时溶解两类油脂,一般不腐蚀零件,除油不彻底,溶剂多易燃或有毒,成本高化学除油:设备简单,成本低,除油时间长电化学除油:除油快,彻底,能除去零件表面的灰及残渣,直流电源需电量大,阴极除油时易发生“氢脆”现象,处理深孔油污较慢3、为什么高强度弹簧钢不宜采用阴极除油,而有色金属不宜采用阳极除油?阴极除油易产生氢脆现象,引起镀层鼓泡。

有色金属易被阳极氧化,形成一层氧化膜,,影响镀层结合力4、用硫酸和盐酸进行的浸蚀在机理上有什么不同?指出它们各自的常用浓度及处理温度硫酸:主要靠反应Fe+H2SO4=FeSO4+H2析出氢气的剥离作用20% 60℃盐酸:主要靠化学作用,在外部进行,前三步反应为主要反应15% 40℃5、什么是弱浸蚀,为什么弱浸蚀不能忽视?除去待镀期间生成的表层腐蚀物的过程。

弱浸蚀发生过浸蚀,对基体金属材料发生溶解。

6、常见的难镀材料有哪些?在镀前预浸一层薄金属的目的是什么?高强钢和弹簧钢、不锈钢、铝及铝合金、镁及镁合金其电位比较负,表面极易生成氧化膜,在镀液中易受到浸蚀而置换出被镀金属,影响了镀层的结合力7、什么是电极极化现象?形成的原因有哪些?为什么说阳极电化学极化有利于电镀?生产上要用哪些手段削弱阳极浓差极化和加强阴极电化学极化?在电极上有电流通过时,其电极电位将发生变化,会偏离其平衡电位值,称电极极化。

反应物或反应产物在溶液中的扩散过程受到阻滞,电极过程中化学反应受到阻滞,可提高镀层的质量削弱:机械搅拌,阳极活化剂加强:加入络合剂和添加剂8、解释电流效率的概念:电解时实际析出(或溶解)的物质的量与理论计算量之比9、什么是镀液的分散能力与覆盖能力?生产上分别采取什么措施改善两者能力?分散能力:镀液使工作表面镀层厚度均匀一致的能力①加入合适的络合剂或添加剂②采用辅助阴极,防止边缘效应和尖端效应③采用象形阳极④合理布局阴阳极覆盖能力:镀液使工件深孔、凹槽处镀上镀液的能力①开始电镀时,使用一定的冲击电流,使基件表面覆盖一层镀层,然后降低至正常电流②预镀中间镀层③降低基体表面粗糙度10、解释镀液主要组分及作用,为什么镀液中络合剂一定要有游离量?主盐:能够在阴极上沉积出所要求镀层金属的盐称为主盐导电盐:能提高溶液的电导率,而对放电金属离子不起络合作用的物质络合剂:在溶液中能与金属离子生成络合离子的物质缓冲剂:用来稳定溶液的PH值,特别是阴极表面附近的PH值的物质稳定剂:用来防止镀液中主盐水解或金属离子的氧化,保持溶液的清澈稳定阳极活化剂:在电镀过程中能够消除或降低阳极极化的物质,它可以促进阳极正常溶解,提高阳极电流密度添加剂:是指那些在镀液中含量很低,但对镀液和镀层性能却有着显著影响的物质11、目前大量使用的镀锌工艺有哪几种?有何优缺点?氰化物镀锌:具有较好的分散能力和深镀能力。

镁合金表面处理国内外研究应用现状

镁合金表面处理国内外研究应用现状

材料科学基础挤压铸造技术的最新发展学院名称:材料科学与工程学院专业班级:学生姓名:学号:指导教师:张振亚2014 年 6 月摘要:介绍了国内外镁合金表面处理的最新研究进展,其中包括化学转化、自组装单分子膜、阳极氧化、电镀与化学镀、液相沉积与溶胶凝胶涂层、气相沉积、喷涂、激光熔覆合金技术等,并对镁合金表面处理的发展趋势作了展望。

关键词:镁合金表面处理涂层引言镁是金属结构材料中最轻的一种# 纯镁的力学性能很差。

但镁合金因体积质量小、比强度高、加工性能好、电磁屏蔽性好、具有良好的减振及导电、导热性能而备受关注。

镁合金从早期被用于航天航空工业到目前在汽车材料、光学仪器、电子电信、军工工业等方面的应用有了很大发展。

但是镁的化学稳定性低、电极电位很负、镁合金的耐磨性、硬度及耐高温性能也较差。

在某种程度上又制约了镁合金材料的广泛应用,因此,如何提高镁合金的强度、硬度、耐磨、耐热及耐腐蚀等综合性能,进行适当的表面强化,已成为当今材料发展的重要课题。

镁合金是最轻的金属结构材料之一,密度仅为1.3g/cm3 ~ 1.9 g/cm3,约为Al 的2/3,Fe 的1/4。

镁合金具有比强度高,比刚度高,减震性、导电性、导热性好、电磁屏蔽性和尺寸稳定性好,易回收等优点。

以质轻和综合性能优良而被称为21 世纪最有发展潜力的绿色材料,广泛应用于航空航天、汽车制造、电子通讯等各个领域。

但是镁合金的化学和电化学活性较高,严重制约了镁合金的应用,采用适当的表面处理能够提高镁合金的耐蚀性。

一、微弧氧化处理微弧氧化技术又称微等离子体氧化或阳极火花沉积, 实质上是一种高压的阳极氧化, 是一种新型的金属表面处理技术。

该工艺是在适当的脉冲电参数和电解液条件下, 使阳极表面产生微区等离子弧光放电现象, 阳极上原有的氧化物瞬间熔化, 同时又受电解液冷却作用, 进而在金属表面原位生长出陶瓷质氧化膜的过程。

与普通阳极氧化膜相比, 这种膜的空隙率大大降低, 从而使耐蚀性和耐磨性有了较大提高。

【电镀技术】详解镁合金的四种防腐蚀处置方法

【电镀技术】详解镁合金的四种防腐蚀处置方法

【电镀技术】详解镁合金的四种防腐蚀处置方法镁合金防腐蚀的方法主要有四种,分别是:化学转化处置、阳极氧化、金属涂层、激光处置。

化学转化处理镁合金的化学转化膜按溶液可分为:铬酸盐系、有机酸系、磷酸盐系、KMnO4系、稀土元素系和锡酸盐系等。

传统的铬酸盐膜以Cr为骨架的结构很致密,含结构水的Cr则具有很好的自修复功能,耐蚀性很强。

但Cr具有较大的毒性,废水处理成本较高,开发无铬转化处理势在必行。

镁合金在KMnO4溶液中处理可得到无定型组织的化学转化膜,耐蚀性与铬酸盐膜相当。

碱性锡酸盐的化学转化处理可作为镁合金化学镀镍的前处理,取代传统的含Cr、F或CN等有害离子的工艺。

化学转化膜多孔的结构在镀前的活化中表现出很好的吸附性,并能改镀镍层的结合力与耐蚀性。

有机酸系处理所获得的转化膜能同时具备腐蚀保护和光学、电子学等综合性能,在化学转化处理的新发展中占有很重要的地位。

化学转化膜较薄、软,防护能力弱,一般只用作装饰或防护层中间层。

阳极氧化阳极氧化可得到比化学转化更好的耐磨损、耐腐蚀的涂料基底涂层,并兼有良好的结合力、电绝缘性和耐热冲击等性能,是镁合金常用的表面处理技术之一。

传统镁合金阳极氧化的电解液一般都含铬、氟、磷等元素,不仅污染环境,也损害人类健康。

近年来研究开发的环保型工艺所获得的氧化膜耐腐蚀等性能较经典工艺Dow17和HAE有大程度的提高。

优良的耐蚀性来源于阳极氧化后Al、Si等元素在其表面均匀分布,使形成的氧化膜有很好的致密性和完整性。

一般认为氧化膜中存在的孔隙是影响镁合金耐蚀性能的主要因素。

研究发现通过向阳极氧化溶液中加入适量的硅-铝溶胶成分,一定程度上能改善氧化膜层厚度、致密度,降低孔隙率。

而且溶胶成分会使成膜速度出现阶段性快速和缓慢增长,但基本上不影响膜层的X射线衍射相结构。

但阳极氧化膜的脆性较大、多孔,在复杂工件上难以得到均匀的氧化膜层。

金属涂层镁及镁合金是最难镀的金属,其原因如下:(1)镁合金表面极易形成的氧化镁,不易清除干净,严重影响镀层结合力(2)镁的电化学活性太高,所有酸性镀液都会造成镁基体的迅速腐蚀,或与其它金属离子的置换反应十分强烈,置换后的镀层结合十分松散(3)第二相(如稀土相、γ相等)具有不同的电化学特性,可能导致沉积不均匀(4)镀层标准电位远高于镁合金基体,任何一处通孔都会增大腐蚀电流,引起严重的电化学腐蚀,而镁的电极电位很负,施镀时造成针孔的析氢很难避免(5)镁合金铸件的致密性都不是很高,表面存在杂质,可能成为镀层孔隙的来源。

镁合金产品电镀常用工艺与浸锌配方

镁合金产品电镀常用工艺与浸锌配方

镁合金产品电镀常用工艺与浸锌配方
近来平台上多位微信网友发来咨询:镁合金的电镀方法是什么,工艺是什么,关健配方是什么?
今天我们乐将团队就与大家来分享探讨一下
镁合金是目前最轻的金属结构材料, 被誉为最理想的电子产品壳体材料和轻型车辆转向系统材料。

又由于其质轻和良好的生物相容性, 目前已被考虑用于植入人体的生物材料。

但Mg 在实用金属中是电位最负的金属, 易氧化, 在潮湿环境﹑酸性及中性介质中易受腐蚀, 因此对镁合金表面进行处理以提高其耐蚀能力是十分必要的。

而功能性镀层可明显提高镁合金镀层的抗蚀性﹑耐磨性及耐热性等。

一,常用的镁合金产品电镀方法有:
1.镁合金经浸锌处理后, 再进行氰化物预镀铜, 再进行后续电沉积处理, 这种方法虽然可以得到较好的镀层
2.镁合金表面直接化学镀镍, 在此基础上电沉积其他金属, 这种方法虽然步骤简单, 但镀层与基体结合力差﹑产品品质不易控制, 镀液寿命短﹑成本高。

二,镁合金浸锌工艺配方:
氧化锌 60 g/ L
氢氧化钠 300 g/ L
氟化氢铵 8 g/ L
酒石酸钾钠 10 g / L
碳酸钠 2 g/ L
三氯化铁 1 g / L
硫酸铜 3 g/ L。

镁合金表面处理的研究现状

镁合金表面处理的研究现状

镁合金表面处理的研究现状一.概述镁合金是以镁为基加入其他元素组成的合金。

其特点是:密度小、比强度高、刚性好、弹性模量大、消震性好、刚性好、承受冲击载荷能力比铝合金大、刚性好、耐有机物和碱的腐蚀性能好。

主要合金元素有铝、锌、锰、铈、钍以及少量锆或镉等。

目前使用最广的是镁铝合金,其次是镁锰合金和镁锌锆合金。

主要用于航空、航天、运输、化工、火箭等工业部门。

在实用金属中是最轻的金属,镁的比重大约是铝的2/3,是铁的1/4。

但是,镁的应用和研究相对其它金属严重滞后,原因在于其韧性低、高温性能和耐腐蚀性能差,而且加工成形比较困难。

与铝、钛能生成自愈钝化膜不同,镁表面生成的氧化膜疏松多孔,不能对基体起有效保护作用,因此,在潮湿的空气、含硫气氛和海洋大气中,镁均会遭受严重的化学腐蚀,这极大地阻碍了其广泛应用。

通过合金化的方法来改善其性能,特别是期望发现“不锈镁”的努力至今还没有取得进展。

所以,镁合金零件在使用前须经过一定的表面改性或涂层处理。

目前,电化学镀层、转化膜等工艺技术已经应用于镁合金的防护,气相沉积涂层、涂覆、表面热处理等方法也受到密切关注,高能束熔覆等新技术也被尝试应用于镁合金表面性能的提高。

二.表面处理方法1.电镀和化学镀技术镁合金表面镀镍技术分为电镀和化学镀两种。

由于镁合金化学活性高,在酸性溶液中易被腐蚀,因此镁合金电沉积技术与铝合金电沉积技术有着显著的差异。

目前,镁合金电镀工艺技术有两种工艺:浸锌-电镀工艺和直接化学镀镍工艺。

为了防止镁合金基体在酸性溶液中被过度腐蚀,需要在处理前溶液中添加F-(F-与电离生成的Mg2+形成MgF2沉淀,吸附在镁合金基体表面可以防止基体过度腐蚀。

镁合金表面化学镀Ni-P合金是一种很成熟的工艺。

通常化学镀方法制备的Ni-P合金层是非晶态的,这层致密的非晶态Ni-P合金层可以有效地防止镁合金基体被腐蚀。

结合使用化学镀镍技术和滚镀技术可以在镁合金基体上形成一层晶态的Ni-P合金层。

镁合金化学镀

镁合金化学镀

论文课程名称:轻金属表面处理技术班级:学号:姓名:专业:应用化学成绩:镁合金化学镀技术研究进展摘要综述了镁合金化学镀技术的研究历史和现状,重点介绍了镀前处理工序的革新、镀液配方的优化、多元镀以及复合镀技术的开发,在此基础上指出了镁合金化学镀技术今后的发展方向。

关键词镁合金化学镀表面改性Abstract The development history of electroless planting on magnesium alloy is simply introduced and a review is made on the status of it.The research progress in the pretreatment,bath formula,polybasic and composite coating is focused.On the basic of them,the existing questions and development tendency of the electroless plating on magnesium alloy are indicated.Key words magnesium alloys,electroless plating,surface modification1.引言镁作为最轻的金属结构材料,具有密度低、比强度高、弹性模量小、尺寸稳定、易于回收等优势。

随着镁加工工艺的改进,特别是环保标准的提高,镁合金逐渐成为继钢铁、铝之后的第三大金属结构材料,在汽车、航空航天、电子等领域有着广阔的应用前景,但是镁合金化学性质活泼,在侵蚀性环境中极易遭受腐蚀破坏,至今没有得到与其资源、性能相匹配的大规模的工业应用,因此,表面防护处理对于镁合金作为结构材料的应用具有十分重要的意义。

目前镁合金的表面处理方法主要有化学镀、电镀、化学转化、阳极/微弧氧化、有机涂装等。

锌、铝、镁、钛合金压铸件表面如何处理和调整

锌、铝、镁、钛合金压铸件表面如何处理和调整

锌合金压铸件表面处理和调整:锌合金压铸件(含铝约4%的锌合金材科)具有精度高、加工过程无切割或少切割、密度小、有一定机械强度等优点。

因此在工业:对受力不大、形状复杂的结构和装饰零什,广泛采用锌合金压铸件。

锌合金容易被腐蚀,故常采用电镀层作为防护层或防护装饰层,电镀前需要进行预镀铜。

其表面调整工艺由活化和预镀组成。

锌合金压铸件经磨光,抛光,除油后,表面有一层极薄的氧化模。

为保证镀层的结合强度,通常选用1%--3%的氮氟酸溶液,浸渍活化3-5s。

当表面呈现均匀小泡或微变色时,马上出槽清洗。

还可以采用15一20m1./I.的氟硼酸溶液腐蚀活化处理3一5s.活化后的工件即可进行氰化预镀铜。

为保证形状复杂的锌合金压铸零件有良好的电镀分散能力和覆盖能力,并防止锌与电镀液中电位较正的金属离子发生置换反应,影响镀层的结合力,锌合金压铸零件应带电下槽,入槽后采用2--3A,%d㎡大电流冲击电镀1一3min,以便很快镀覆一层完整而孔隙较少的致密铜展。

然后恢复正常电流密度,采用阴极移动电沉积铜时,可获得结晶细致、平滑的铜镀层。

预镀铜底层的厚度应不少于5u m,最好8--1C u m以上。

预镀铜太薄,在后绞进行酸性镀铜或镀镍时不足以阻止溶液对锌合金的浸蚀,此外预镀铜越薄,铜向锌合金的扩散越快,因表面镀层与锌合金基体的电位差而引起的电化学腐蚀也超严重。

形状不太复杂的锌合金压铸件也可以采用中性镍镀液预镀。

铝合金压铸件表面处理和调整:在铝及铝合金上电渡时:a.铝及铝合金极易生成氧化膜,严重形响镀层的结合力;b.铝的电极电位很负,浸入电镀液时容易与具有较正电位的金属离子发生置换,影响镀层结合力c.铝及铝合金的膨胀系数比其他金属大,因此不宜在温度变化较大的范圈内进行电镀,也将引起较大的应力。

从而使结合力不牢;d.铝是两性金属,能溶丁酸和碱,在酸性和碱性电镀液中都不稳定;e.铝合金压铸件有砂眼、气孔,会残留镀液和氢气,容易鼓泡,也会降低镀层和基体金间的结合力。

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Z H A N GJ i f u , Z H A N GWe i , D uK e q i n , Y A NC h u a n w e i , WA N GF u h u i
S t a t e K e yL a b o r a t o r yf o r C o r r o s i o na n dP r o t e c t i o n , I n s t i t u t e o f M e t a l R e s e a r c h , C h i n e s e A c a d e m yo f S c i e n c e s , S h e n y a n g1 1 0 0 1 6
A b s t r a c t : F o r m a t i o no f i n t e r m i d i a t e l a y e r b e t w e e nM g a l l o y a n dZ nc o a t i n g a n do nw h i c ht h e g r o w t hm e c h a n i s mo f z i n cc o a t i n gw e r ei n v e s t i g a t e db yS E M , E D X S , X P Sa n de l e c t r o c h e m i c a l a n a l y s i s . I t w a s i n d i c a t e d t h a t t h ec h e m i c a l c o m p o s i t i o no f s u r f a c ef i l mo nM ga l l o yw a s c h a n g e df r o mM g ( O H ) M g ( O H ) H C O o 2/ 3t M g F + Z na f t e r p r e t r e a t m e n t , w h i c hc o u l de f f e c t i v e l yr e s t r a i na n o d i cd i s s o l v i n go f M gi ne l e c t r o l y t ea n d 2 , a n dt h e r e f o r e b e n e f i t e dt o t h e d e p p r o m o t ec a t h o d e r e d u c t i o na n dn u c l e a t i o np r o c e s s o f Z no nt h e e l e c t r o d e o s i t i o no f a d h e s i v eZ nc o a t i n g . T h e s t u d y o f e l e c r o c r y s t a l l i z a t i o np r o c e s s o f Z nd e p o s i t i o nr e v e a l e dt h a t u n d e r l o w o v e r p o t e n t i a l s Z nn u c l e a t i o np r o c e s s w a s a t w o s t e pp r o c e s s r e s u l t i n g i na c o m p a c t d e p o s i t i o n , o nt h e c o n t r a r y , u n d e r h i g h o v e r p o t e n t i a l s i t w a s ao n es t e pp r o c e s s r e s u l t i n gi nac o a r s ed e p o s i t i o n . K e y w o r d s : m a g n e s i u ma l l o y ; z i n ce l e c t r o p l a t i n g ; c h r o n o a m p e r o m e t r y ; n u c l e a t i o n
I n f l u e n c eo f P r e t r e a t me n t o nF o r ma t i o no f I n t e r mi d i a t eL a y e ra n d E l e c t r o d e p o s i t i o no f Z nC o a t i n go nMa g n e s i u mA l l o y
第2 2卷 第 4期 2 0 1 0年 7月
腐蚀科学与防护技术
C O R R O S I O NS C I E N C EA N DP R O T E C T I O NT E C H N O L O G Y
V o l . 2 2N o . 4 J u l 2 0 1 0
镁合金表面预处理对电沉积锌镀层 界面形成与镀层生长的影响
镁是一种高化学活性的金属, 在镁合金表面进行电镀或
1 , 2 ] 化学镀比较困难 [ . 镁合金表面自发形成的氧化膜厚而疏 3 ] 松[ , 妨碍了沉积金属与基体形成金属键, 对镀层与基体的
目前对镁合金电镀锌的研究主要集中在工艺方面, 对前 处理机制及镀层形成原理的研究较少. 本文以 A Z 3 1 B镁合 金为研究对象, 在焦磷酸盐镀锌液中对镁合金表面进行了电 为揭示镀层与基体 镀锌试验, 获得了结合力优良的锌底层. 的结合机制, 采用了 S E M、 E D X S 和X P S 等测试方法, 对镀层 的界面反应及镀层生长规律进行了探讨.

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腐蚀科学与防护技术
第2 2卷
T a b l e1P r o c e d u r ea n db a t hc o mp o s i t i o no fz i n c e l e c t r o p l a t i n g
p r o c e s s c o m p o s i t i o n P O · 1 0 H O N a 4 2 7 2 e t c h i n g C O N a 2 3 N a N O 3 P O · 2 H O N a H 2 4 2 a c t i v a t i o n Z n O H F Z n S O · H O 4 7 2 4 0g / L 1 0g / L 5g / L 5g / L 2 0g / L 3 0m L / L 3 0g / L r o o mt e m p e r a t u r e 0 5~ 2m i n p H9 . 0~ 1 0 . 0 5 0~ 6 0 ℃ 5~ 3 0m i n o p e r a t i n gc o n d i t i o n 6 5~ 7 0 ℃ 0 . 5~ 2m i n
张吉阜, 张伟, 杜克勤, 严川伟, 王福会
中国科学院金属研究所 金属腐蚀与防护国家重点实验室, 沈阳 1 1 0 0 1 6 摘要: 采用 S E M、 E D X S 、 X P S 及电化学测试方法对镁合金表面镀锌电沉积过程中的界面反应及镀层生长规律进行 研究. 结果表明, 采用前处理方法后, 镁合金表面膜的成分由 M g ( O H ) M g ( O H ) H C O g F Z n , 有效地抑 2/ 3 转变为 M 2+ 制了镁在电镀液中的腐蚀, 促进了锌在电极表面的形核与生长, 获得的锌镀层与基体结合力优良. 采用计时电流法 对锌镀层电结晶的研究发现: 低过电位下电极表面经历了两次形核过程, 镀层沉积物颗粒显得致密, 而高过电位下 电极表面只经历了一次形核过程, 镀层沉积物颗粒变得松散. 关键词: 镁合金; 电镀锌; 计时电流法; 形核 中图分类号: T G 1 7 4 4 文献标识码: A 文章编号: 1 0 0 2 6 4 9 5 ( 2 0 1 0 ) 0 4 0 3 0 7 0 5
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油. 电镀锌的工艺流程为: 浸蚀 → 冲洗 → 活化 → 冲洗 → 电镀 镀锌工艺配方及工艺条件如表 1所示。 锌→冲洗→吹干. 采用 X L 3 0 F E G型扫描电子显微镜, 对试样的截面与表 面形貌进行观察, 并用能谱分析仪对试样化学成分进行分 采用 X射线光电子能谱表面分析方法( X P S ) 对镁合金前 析. 处理过程中表面元素的成分及化学状态进行分析. 电化学测 试采用 M 2 7 3 恒电位仪( E G ) , 电池为三电极体系, 对电 G
e l e c t r o p l a t i n g z i n c
N a P O · 1 0 H O 1 3 4g / L 4 2 7 2 c o m p l e x i n g a g e n t 1 0g / L s t a b i l i z i n g a g e n t w e t t i n ga g e n t 1 0g / L 0 . 1g / L
试验材料为 A Z 3 1 B镁合金, 尺寸为 1 5m m× 1 5m m× 5m m ,
# 用S i C砂纸打磨至 1 0 0 0 后在丙酮溶液中进行超声波清洗除
传统的浸锌过程需精确控制, 以确保涂层具有足够的结合 力, 否则会在镁合金基体上形成海绵状、 结合力差的非均匀 对镁合金电镀锌可以克服传统浸锌工艺的缺点, 制备的 层. 锌镀层均匀完整, 且与基体结合力优良, 是镁合金表面电镀 其它金属镀层的理想过渡层
F i g . 1X P Ss p e c t r ao f M ga l l o yA Z 3 1 Ba f t e r d i f f e r e n t t r e a t m e n t
F i g . 2X P Ss p e c t r a f o r M g 1 s i ns u p e r f i c i a l l a y e r o f M g a l l o y A Z 3 1 Ba f t e r d i f f e r e n t t r e a t m e n t : ( a ) p o l i s h i n g , ( b ) e t c h i n g a n d( c ) a c t i v a t i o n 极为铂电极, 参比电极为饱和甘汞电极, 测试镁合金在镀锌液 中的循环伏安曲线, 扫描电势范围为 - 1 0 V~- 1 6 V ( 文中所 有电位均相对于饱和甘汞电极电位) . 镀层与基体的结合力结 合采用拉开法( G B / T5 2 1 0 ) 、 加热法及划痕法进行测试. 1 3 0 4 5e V对应于 M g ( O H ) 而1 3 0 2 9 7e V 确定, 2 镁的结合能, 对应于 M g ( O H ) H C O 以上事实说明, 室温下 3 中镁的结合能. 镁合金 A Z 3 1 B经水磨砂纸打磨后, 表面存在很厚的氧化膜, 其 氧化膜可分为内外两层, 内层主要由 M g ( O H ) 而外层 2 构成, 主要由 M g ( O H ) H C O 3 构成. 图2 ( b ) 显示浸蚀之后镁合金 A Z 3 1 B表层中镁元素的化 学结合能与浸蚀前基本相同, 因此其表面膜中镁元素仍以 M g ( O H ) g ( O H ) H C O 但是从图 3镁合金 2和 M 3 的形式存在 . 浸蚀前后表面形貌变化可以看出, 镁合金浸蚀后, 表面由平 滑状形貌变为网状形貌, 表面粗糙度增加了, 这样有利于增 强镀层与基体的机械咬合作用. 图2 ( c ) 显示, 与浸蚀不同, 活化后镁合金 A Z 3 1 B表层镁 元素的化学状态发生了根本的改变, 其化学结合能由原来的 1 3 0 6e V提高到 1 3 0 6 5~ 1 3 0 9e V , 对应于 M g F 2 中的镁元素, 因此活化处理后镁合金表层 M g ( O H ) g F . 与镁 2 转变为了 M 2 合金传统的浸锌工艺相比, 这里在镁合金表面形成的 M g F 2既 能阻止了 M g 的再次氧化, 同时有利于控制锌的沉积速度, 避 免海绵状锌沉积物的出现, 提高锌沉积层与基体的结合力. 图4 ( a ) 为活化后试样表面的 S E M 背散射照片, 可以看 到镁合金表面沉积了很多白亮色颗粒, E D X S 分析( 图4 ( b ) ) 表明, 这些白亮色颗粒中锌元素的含量( 1 4 3 5m a s s %) 大大 高于灰暗区域的锌含量( 1 9 6m a s s %) . 以上事实说明, 活化 后镁合金表面膜层发生了改变, 由原来的 M g ( O H ) 2 膜层转 变为 M g F Z n 膜层. 2/
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