AZ91D镁合金二次活化化学镀镍新工艺的研究

论文摘要

镁合金由于具有轻质、耐用、减震,比强度高等优良的综合性能,在军工、汽车、摩托和电子通讯等行业得到广泛的应用。但镁合金的耐蚀性较差,阻碍了它的进一步应用,化学镀镍是镁合金很有效的表面处理方法。而传统的前处理工艺多含有对人体和环境有毒的物质。本论文研究了不同前处理对AZ91D镁合金化学镀镍镀层性能的影响,确立了适合于化学镀镍的环保前处理工艺；探讨了该环保前处理工艺的作用界面机理；研究了化学镀镍的主要影响因素；同时研究了镀液中镍源的浓度随施镀次数的变化。研究结果表明：1.经三种不同前处理后的镁合金表面粗糙,都形成了不同程度的腐蚀,能够增强镀层与基底的结合。经HNO3+CrO3酸洗→HF活化的前处理和HNO3+H3PO4酸洗-K4P2O7活化-NH4HF2活化的前处理所得镁合金表面的氟化膜能有效地防止镁基底在镀液中的过度腐蚀,同时经HNO3+CrO3酸洗后→K4P2O7活化→浸锌的前处理所得锌膜也能有效防止基底在镀液中的过强腐蚀。2.经不同前处理所得Ni-P镀层都致密,不存在明显的表面缺陷,具有典型的胞状镍磷形状。经HNO3+H3PO4酸洗→K4P2O7活化-NH4HF2活化所得镀层的自腐蚀电势高,自腐蚀电流低,保证了镀层具有良好的致密性,且该前处理得到的镀层与基底的结合力良好。3.经HNO3+H3PO4酸洗-K4P2O7活化-NH4HF2活化的表面有着适当的F/O比值（1.2：1）,能够为镍的初始沉积提供适当的活性点,同时能有效的防止镀液对基体的过度腐蚀。4.经HNO3+H3PO4酸洗-K4P2O7活化-NH4HF2活化得到的化学镀镍磷层外观良好,耐蚀性好,结合力强,前处理工艺中避免了剧毒物质的使用,是一种低氟无铬的环保前处理工艺。5.经研究镍源、还原剂浓度以及温度变化对镀速和镀层质量的影响,结合沉积速度和经济角度考虑,确定了镀液中主盐、还原剂浓度一般维持在20～28g.dm-3。化学镀镍的起镀温度为60℃,正常施镀温度为80～90℃。采用EDTA配合滴定分析了Ni2+的消耗随施镀次数的变化,得到当施镀次数超过三次后,沉积速度降至8.127μm·h-1,硫酸镍浓度降至16.56g·dm-3,此时得到的镀层质量变差,镀液出现分解。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 镁合金的性能与应用
• 1.1.1 镁合金的分类
• 1.1.2 镁合金的基本性能
• 1.1.3 镁合金的应用
• 1.2 镁合金的腐蚀与防护的一般方法
• 1.2.1 镁合金的腐蚀机理
• 1.2.2 镁合金的腐蚀类型
• 1.2.3 镁合金防护的一般方法
• 1.3 镁合金直接化学镀镍前处理的研究进展
• 1.3.1 酸洗工艺研究
• 1.3.2 活化工艺研究
• 1.4 镁合金化学镀液的特点及研究进展
• 1.5 本论文的研究意义及主要内容
• 第2章 实验材料设备与研究方法
• 2.1 实验材料与设备
• 2.2 镁合金化学镀镍工艺
• 2.2.1 前处理工艺流程
• 2.2.2 化学镀镍
• 2.2.3 钝化
• 2.3 镀层性能测试与表征
• 2.3.1 沉积速率的测定
• 2.3.2 结合力检测
• 2.3.3 镀层耐蚀性测试
• 2.3.4 表面形貌
• 2.3.5 镀层的断面形貌
• 2.3.6 极化曲线的测定
• 第3章 不同前处理对化学镀镍镀层性能的影响
• 3.1 不同前处理后的表面形貌分析
• 3.2 不同前处理的开路电势-时间曲线
• 3.3 不同前处理镀层的表面形貌
• 3.4 不同前处理镀层的断面形貌
• 3.5 不同前处理镁合金镀层的结合力与耐蚀性
• 3.6 不同前处理所得镀层的电化学特性分析
• 3.7 镀层成分分析
• 3.8 二次活化工艺界面作用机理分析
• 3.9 小结
• 第4章 化学镀镍影响因素的研究
• 4.1 化学镀镍磷合金的基本原理
• 4.2 镍源和还原剂浓度对镀速和镀层质量的影晌
• 4.2.1 镍源浓度对镀速和镀层质量的影响
• 4.2.2 还原剂浓度对镀速和镀层质量的影晌
• 4.3 温度对镀速和镀层质量的影晌
• 4.4 镀液的起镀温度与正常施镀温度的分析
• 2+的消耗分析'>4.5 镀液中NI²⁺的消耗分析
• 2+含量的消耗对镀速的影响'>4.5.1 镀液中Ni²⁺含量的消耗对镀速的影响
• 2+含量的消耗随施镀次数的变化分析'>4.5.2 镀液中Ni²⁺含量的消耗随施镀次数的变化分析
• 4.6 小结
• 结论
• 参考文献
• 附录A 攻读学位期间发表的论文
• 致谢