AZ91D镁合金化学镀镍
镁合金化学镀镍工艺研究

化学镀镍前处理工艺对镀镍层 性能 的影响获得合适 的 镁合金化学镀镍工艺 。
l 实 验 内 容
镀镍工艺较其它基底 ( 钢铁 、 铝及其合 金 、 铜及铜合 金 )
的化学镀镍工艺 相对复杂和 困难 J 。目前 镁合金 的化
学镀镍方法 主要有 预浸 中 间层 法和 直接化 学 镀镍 法。
5 0 m L / L
氟化氢铵
4 | D L
温度
时 间
室温
6 0 s
温度
时 间
室温
6 0 s
( 4 ) 活化 : 实验使用 氢氟酸活化可在镁合 金表 面形
结果如表 7所 示。
表 7 两 种 不 同 的酸 洗 的 实验 结果
成极 难溶于水 的 氟化镁 膜 , 这 层 氟化膜 可阻 止镁 合金
一 去离子水 冲洗一化学 镀镍 。
( 1 ) 打磨试样 : 将A Z 9 1 D镁 合金切 成板状 , 然 后先 用氧化铝耐水 N o . 8 0 0砂纸 打磨 , 再用氧 化铝 耐水 N o .
表 2 两种碱洗工艺
配 方 一 配 方 二
磷酸氢过 比较可 知 , 采用 酸洗工 艺 配方 一对 化学 镀镍
层 的性能较好。
时间
6 mi n 8 mi n
活化 采用 氢氟 酸( 4 0 %) 3 7 0 m I VL , 通 过进 行表 4 的实验得到的实验结果如表 8所示。
表 8 实验 结果
3
1 0 mi n
2 5 g / L
l 5 g / L 2 0 g / L 3 0 3 5 ℃
1 0 m i n
氢氧化钠
磷酸钠 O P乳化剂 温度
AZ91D镁合金表面复合镀层局部腐蚀现象解析及化学镀Ni_P_Cu的研究

文章编号:1007-1385(2009)03-0040-05AZ91D镁合金表面复合镀层局部腐蚀现象解析及化学镀N i-P-Cu的研究沈 波1 任玉平2 杨中东2 裴文利2 王继杰1 樊占国2 秦高梧2(1.沈阳航空工业学院材料系,辽宁沈阳 110136; 2.东北大学材料与冶金学院,辽宁沈阳 110004)摘 要:采用SE M-E DX和光学显微镜等分析手段,研究了AZ91D镁合金化学镀N i-P/电镀Cu/N i/Cr复合镀层盐雾试验时局部严重腐蚀的原因。
研究发现,AZ91D镁合金基体的孔隙缺陷是由于其在化学镀和电镀过程中,缺陷处未能形成致密镀层而出现凹陷贯穿性的微孔所致。
在此基础上,探讨了加入微量Cu的化学镀N i-P工艺,Cu能显著细化镀层胞状组织尺寸,抑制表面胞状凸起;极化曲线和盐雾测试表明Cu微合金化的N i-P镀层能明显改善N i-P化学镀层的耐蚀性能。
关键词:AZ91D镁合金;盐雾试验;极化曲线;局部腐蚀;化学镀;N i-P-Cu中图分类号:T Q031.6文献标识码:A AZ91D为目前研究和应用最广的镁合金之一,该合金铸件主要在室温下使用,具有质轻、比强度和比刚度高、吸震、耐腐蚀、防电磁干扰能力强以及成型性能和热扩散能力好的特点[1-2]。
尽管AZ91D镁合金有如上的优异性能,但由于其电极电位很负,所以化学活性很高;另外, AZ91D的组织是由α-Mg和Mg17A l12金属间化合物组成,它们之间的电极电位差较大,造成其表面电化学性质极不均匀,容易形成电偶腐蚀,因而镁合金耐腐蚀性很差,这限制了其进一步推广应用[1-2]。
因此对镁合金部件必须进行表面防护处理。
一般镁合金常用的表面处理方法有化学转化膜、微弧氧化以及化学镀和电镀等。
化学转化膜主要是铬酸盐或磷酸盐转化膜,主要作为后续涂料涂层的前处理以增加漆膜的结合力,是目前镁合金最广泛应用的防腐处理方法;微弧氧化可以得到类似陶瓷的膜层,具有一定的耐蚀性和高的硬度以及较好的耐磨性,但是该类氧化膜一般粗糙多孔,所以氧化后必须进行封闭处理或有机涂覆,以进一步改善耐蚀性。
AZ91D镁合金表面化学镀镍工艺的研究

镁合 金具 有许 多优 点 , : 如 比强度 和 比刚度 高 ; 导 热 性 、 电性 优 良 ; 有 无 磁 性 与 电磁 屏 蔽 特 性 ; 导 具 良
收 稿 日期 :0 7 0 - 2 20 — 9 1 一
文 章 号 :0 7 1 3 20-4
研 究 工作 的不 断加 强 ,对 中间合 金组 织 遗传 效应 的
郝孝博 赵维 民 李 海鹏 ( 北工 业 大学材 料 ̄ - - 程 系 , 河 ur r 天津市 3 0 0 0 1 0)
摘要 : 究 了以 NS 6 2 为 主盐在 A 9 D 镁 合金 表 面进 行 化 学镀 镍 及 其 电化 学 原理, 研 iO ・H 0 Z1 比较 了浸 锌和 不浸 锌施镀 对镀镍 层 的影 响。结果表 明 : Z 1 经过 浸锌 处理 后施镀 N — A 9D iP层 更容 易沉 积 , 过 二次浸锌 后获 通
3 H. .o i r Jeo i rni o n re . a sAF 1 5 1 4 W L wneJ. s fPgIo nF u d s I i Trn . S.9 6:0 . 4 JMozI f e c rc e nso h tu trsa dp o ete . t. l n eo T a eElme t n teSrcu e n rp riso nu f f
a d af tc m p c aig wa b an d a t r e o day i m e sn ic, ihc ud e e t ey p o e t n a , o l a t t so t ie f c n r pl n e s m rig zn whc o l f c i l r tc v
认 识也 在逐 渐深化 。 是 , 但 由于研 究对 象 的复杂 性及 实 验 手段 尚不 完善 ,使 得用 中间合金 组织 遗 传 效应 理 论来 解 释熔 体处 理 、控制 途径 和 实际应 用 等 方 面 的研 究还很 不 够 。无论 从实 验研 究 还是 理论 分 析 的
AZ91D化学镀Ni_P结构耐蚀性研究

g /L; c (糖精 ) : 5 g /L; c (N aH2 PO2 ·H2 O ) : 24 g /L; 氨水 : 调整 pH 值
至 5. 5~6. 5,操作条件 : 80 ℃, 90 m in。 1. 3 实验设备
验机测试 ,腐蚀方式为连续喷雾腐蚀 ,放置方式为板 状样品主表面与垂直方向成 15°~30°。测试结果 如图 6所示 ,镁合金基体连续喷雾 3 h未出现腐蚀
图 3 基体 AZ91D 的 TEM
图 5 化学镀层的 XRD
斑点 ,第 4 h出现点蚀 ,腐蚀面积约占整体面积的 1 % ~2 % ,而镀层连续喷雾 8 h未出现腐蚀斑点 ,说 明有良好的耐腐蚀性 ,随着盐雾腐蚀时间增加 ,腐蚀 面积不断地增加 ,且腐蚀面积呈现出有规律的递增 , 这可能与产生的腐蚀产物有关 ,一旦产生腐蚀产物 , 则这些腐蚀产物会加速后面的腐蚀 。
基金项目 :国家自然科学基金 (项目批准号 : 504710707)和山西省青年科学基金 (项目批准号 : 20041023)项目资助 。 作者简介 :毕虎才 (1978 - ) ,男 ,研究生 ,主要从事镁合金表面处理的研究工作 。
2005年 5月 毕虎才等 : AZ91D 化学镀 N i - P结构耐蚀性研究
镀层表面 SEM 形貌如图 2 所示 。由胞状物组 成 ,立体感明显 、胞致密 、大小均匀 ,局部有极少量的 气孔 ;可能是由于施镀过程中不断产生的气体没有 及时排出引起的 。仔细观察可以发现几乎所有的较 大的胞都是由若干个小胞组合而成 ,这些小胞 (多 数为 3个 )之间有明显的界线 ,界线基本为直线 ,也 就是说明小胞在长大的过程中相互受到挤压而发生 了变形 。这应该与施镀过程中的形核点的位置和数 量有关 ;而关于形核后的胞状 ,可能与形核过程中的 总界面自由能有关 ,当总界面自由能趋于最小时 ,形 核将沿着基体表面以胞状方式三维生长 [ 5 ] ,化学镀 镍磷镀层的表面能谱分析 ,结果表明镀层的 P的质 量分数为 6. 68 % ,属于中 P镀层 。镀层厚度平均为 17. 6μm ,平均镀速为 0. 29μm /m in。镀态下镀层阻 抗为 0. 6Ω。
AZ91D镁合金化学镀Ni—P镀层的研究

Vo.7 No 3 12 . . S p 2 0 e. 0 6
文 章 编 号 :1 0 - 9 9( 0 6 0 - 2 10 0 62 3 2 0 )30 1-3
AZ 1 镁 合 金 化 学 镀 Ni 9D - P镀 层 的 研 究
孙 健
,
范 猛
10 1) 30 2
3 0 0 2 长春 工 业 大 学 科 学 研究 处 ,吉 林 长 春 (. 林 石 油 集 团 有 限 责 任 公 司 监 理 公 司 ,吉林 松 原 1 8 0 I . 1吉
维普资讯
第2 7卷 第 3 期 20 0 6年 9月
长 春 工 业 大 学 学 报( 自然 科 学 版 ) J un l f h n c u ies yo eh n lg ( trl c neE io ) o r a o a gh nUnvri f co oo y Naua S i c dt n C t T e i
测定镀 层 的孔 隙 率 。检 测 孔 隙 率 的溶 液 及 方 法
为 : 液 为 1 / C ,1 0g L 乙 醇 , . / 溶 0g L Na 1 0 / 0 1g L
衍射图, 只有 Ni 的衍 射 峰 , 有 显 示基 体 镁 合金 没
表 2 镁合金上直接 化学 镀镍磷的工艺参数及流 程 工序名称 溶液成分 (/ ) g L 及试验条件
但 是耐蚀 性差 是镁 合金 广泛 应用 的 障碍之 一 。为 了对镁 合金 提供 保 护 , 已经 研 究 开 发 了许 多 表 面
处 理 方法 和 工艺 , 如化 学 氧 化 、 阳极 氧化 、 电镀 或 化学镀 等[ 。与其 它方 法 相 比 , 学 镀 镍 不 仅 可 2 ] 化
向研 究 .
AZ91D镁合金直接化学镀镍性能研究

示 , 对 于 表 面 未 进 行 化 学 镀 Ni 相 — P的 镁 合 金 基 体 HV7 1来说 , 硬度 值提 高 了近 8倍 。
结合 力 的检测方 法根 据 G / 3 1— 2 行 热 B T1 9 39 进 震 试 验 , 品在 2 0℃的加 热 炉 内保 温 2h 取 出后 样 5 ,
表 面形貌 , L i 显微 硬 度计测 试 了镀层 的显微 硬 度 , C i6 用 ea c 用 h6 0电化 学 测量 系统 和 盐 雾 箱研 究 了镀 层
的耐蚀 性能 , a l T be检测 其磨损 性 能 , 结果 表 明 , 所得镀 层 致 密 , 亮 , 光 结合 力好 , 可有 效地保 护镁合 金 。
膜 处理 , 阳极 氧化处 理 , 弧氧化 , 属涂层 , 微 金 有机涂
2 结 果 与 讨 论
2 1 化学镀 后镀 层 的表面 形貌 .
由图 1可 以看 出 , 合 金 试样 经 过 化学 镀 镍磷 镁
后 , 面 可获得 Ni 表 — P镀 层 。镀 层 由胞 状 物 组 成 , 致
密、 均匀 , 无孔 隙存 在 , 察 其 形 貌还 可 以发 现几 乎 观 所 有 的大胞都 由若 干 的小胞 组 成 , 些 小 胞 之 间有 这 明显 的界线 , 这些 连接小 胞 的界线 几乎是 直线 , 温水 浴 、 描 电镜 、 ec 扫 Li a显微 硬度计 、 h6 0 C i6
使 用德 国产 的 li ec a显微 硬 度 计 对镀 层 及基 体 的硬度 进行 测量 , 载荷 0 9 加 载时 间为 2 , . 8N, 0S每
电化学 测量 系统 、 盐雾箱 等 。
3h 。
本试 验 中采 用 机械 搅 拌 的方 式 , 镀 时 间为 3 施 h 所 得 镀层 的平 均厚 度 为 3 z 磷 的质 量 分数 在 , 0/ m,
镁合金AZ91D化学镀前处理工艺的研究

为 21 世纪的“绿色工程材料”。但镁合金化学活性很 高,在各种环境中的耐腐蚀性都比较差,这成为其应 用中的一个瓶颈[1-2]。为了解决镁合金的腐蚀问题,国 内外的许多专家、学者已在镁合金的腐蚀机理和防护 措施方面开展了许多工作。防护方法主要包括:阳极 氧化、化学转化、激光表面改性、物理气相沉积和化 学镀等[3]。通过化学镀镍工艺对镁合金进行表面处理可 以同时提高耐腐蚀性和耐磨性,有着广阔的应用前景。 然而,由于镁合金的化学性质十分活泼,用于钢铁等 基材的普通化学镀液不适合镁合金。为了实现镁合金 上化学镀镍,必须进行特殊的前处理,以除去其表面 的氧化物、腐蚀产物以及其他污染物,提高其表面质 量[4-6]。本文采用正交试验,研究了酸洗液中各组分对 酸洗效果及镀层性能的影响,并对酸洗时间的影响进 行了分析,得出了镁合金酸洗的优选工艺,同时研究 了活化对基材表面状态的影响。
CH3COONa 氨水
5 ~ 10 g/L 30 mL/L
HF
10 mL/L
pH
6.5 ± 0.5
θ
87 °C
2. 2 正交试验设计
目 前 普 遍 使 用 的 镁 合 金 酸 洗 液 大 多 是 CrO3 +
镁合金 AZ91D 化学镀前处理工艺的研究
HNO3 体系的酸洗液,这类酸洗液具有酸洗效果好、容 易控制等优点。本实验也采用该体系酸洗液,正交试
density were studied by orthogonal test. The influence of
activation time on matrix surface state was discussed and the
corrosion resistance and wear resistance of electrolessly
添加剂对AZ91D镁合金化学镀镍磷耐蚀性的影响研究

示。
稿件编号 : 1 3 I 1 - 3 6 8 作者简介 : 葛昆( 1 9 8 8 一) , 男, 在读 硕士 , 主要研究方 向: 镁合 金腐蚀
材料・ 工艺 M a t e r i a l &T e c h n o l o g y
添加剂对 AZ 9 1 D镁合金 化 学镀 镍磷 耐蚀性 的影 响研 究
葛 昆 ’ ,侯 华 ,赵 宇宏 1 1 2 ,郝小军 ,郭 维 ’ ,蒋 博 ’
( 1 . 中北 大学 , 山西太原 0 3 0 0 5 1 : 2 . 扬 州峰 明金属 制 品有 限公司 , 江苏 扬州 2 2 5 1 1 7)
表 1 A Z 9 1 D镁合 金的化学成分 w
Al l o v Al Z n Mn S i C u Fe Ni
的碱式碳酸镍作为镀液中提供镍离子 的主盐 ” ] , 碱 式碳 酸 镍不 溶 于水 ,配制 时要 先用 氢 氟 酸溶 解 , 易
造成 环境 污染 , 缩 短镀 液 寿命 , 并 且引 入碳 酸 根杂 质 离子 。镀液 [ 1 4 - 1 5 ] 中一 般 含有氟 化物作 为缓 蚀剂 , 对 环
腐蚀速 率影 响不 大 , 随着巯 基 乙酸含量 的增 加 , 镀 层腐蚀 电位 先升 高 后 降低 , 腐蚀速 率整体 比镁 合金 基体 慢 , 镀 层 总体呈 现钝 化趋势 , 在4 g , L时腐 蚀 电位最 高。 关 键词 : A Z 9 1 D镁合 金 ; 化 学镀 ; 添加 剂 ; 耐蚀 性
延 晶界 呈 网状 分 布 ,其 腐蚀 电位 分 别 接 近 一 1 . 9 7 V ( S C E, 下 同) 和一 1 . 2 4 V, 样 品表 面 电势 不均 一 , 形 成