镁锂合金两步法化学镀镍工艺的研究

论文摘要

Mg-Li合金因其具有超轻、高比强度及高韧性等特性,在航空、航天、3 C等领域具有广阔的应用前景,但镁锂合金较差的耐蚀性在很大程度上限制了其应用。目前国内外对镁锂合金的研究多以制备为主,防腐方面的研究相对较少。因而,寻求适用于镁锂合金表面防护的方法就变得十分必要。本文针对现有镁锂合金表面化学镀镍处理技术中存在的问题,将预处理后的试片先在以碱式碳酸镍为主盐的镀液中进行预镀,然后再将镀有镍磷薄层的试片放入硫酸镍为主盐的镀液中进行二次化学镀,目的在于既避免SO42-对镁锂基体的腐蚀,又降低以碱式碳酸镍为主盐的工艺成本。基于上述思想,本文对镁锂合金表面实施了两步化学镀镍的工艺研究,结合金相观察,SEM观察,EDX分析研究了镀层的形貌和结构,并通过锉刀试验、划格试验、显微硬度检测和极化曲线测量等手段,系统地对镀层的结合力、硬度和耐蚀性能进行了检验。试验和检测结果表明采用两步法对镁锂合金表面进行防腐处理工艺可行,得到的镀层性能良好。具体结果如下：（1）试验获得了两步法对镁锂合金表面进行防腐处理的工艺,该工艺包括预处理、预镀和化学镀三个过程,以该工艺能够得到致密、均匀的Ni-P镀层。（2）镁锂合金表面Ni-P镀层与基体之间结合紧密,整个镀层厚度约为20μm左右。EDX分析显示,镀层中P含量（质量分数）为13.564%,属于高磷镀层。（3）镀层性能检测结果表明：镀层与基体结合力良好,在锉刀试验和划线划格试验过程中未出现剥离、翘皮、起皮、剥落等现象；镁锂合金表面镀层的自腐蚀电位提高到-0.249V,较镁锂合金基体正移1400mV以上,耐蚀性显著提高；镁锂合金表面镀层的平均维氏硬度达到549HV,比基体硬度提高6倍以上。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 镁锂合金的组织结构和电化学性质
• 1.3 镁锂合金的应用
• 1.4 镁合金的腐蚀形态与机理
• 1.4.1 镁合金的腐蚀形态
• 1.4.2 镁合金的腐蚀机理
• 1.5 镁合金表面处理方法
• 1.5.1 化学转化膜处理
• 1.5.2 阳极化处理
• 1.5.3 激光表面改性
• 1.5.4 离子注入技术
• 1.5.5 金属涂（镀）层
• 1.6 镁合金化学镀镍的研究进展
• 1.6.1 浸锌工艺
• 1.6.2 直接化学镀工艺
• 1.7 镁锂合金化学镀镍目前存在的问题
• 1.8 研究目的及其主要内容
• 1.8.1 研究的目的
• 1.8.2 主要研究内容
• 第二章 化学镀镍的实验原理及镀层检测方法
• 2.1 化学镀镍的基本原理
• 2.1.1 化学镀镍的热力学
• 2.1.2 化学镀镍的动力学
• 2.2 检测方法
• 2.2.1 镀层表观形貌和成分分析
• 2.2.2 镀层断面结构和成分分析
• 2.2.3 镀层结合力测试
• 2.2.4 镀层耐蚀性测试
• 2.2.5 镀层的硬度测试
• 2.2.6 沉积速度的测定
• 第三章 镁锂合金化学镀镍的工艺研究
• 3.1 实验材料和工艺设计
• 3.1.1 基体材料
• 3.1.2 实验仪器和装置
• 3.1.3 实验试剂
• 3.1.4 实验方法和工艺流程
• 3.1.5 化学镀液的配制
• 3.2 前处理工艺研究
• 3.2.1 除油工艺研究
• 3.2.2 酸洗工艺研究
• 3.2.3 活化工艺研究
• 3.3 预镀镍工艺研究
• 3.3.1 主盐对镀速的影响
• 3.3.2 还原剂对镀速的影响
• 3.3.3 络合剂对镀速的影响
• 3.3.4 温度对镀速的影响
• 3.3.5 镀液pH值对镀速的影响
• 3.3.6 预镀镍工艺的确定
• 3.4 化学镀工艺研究
• 3.4.1 正交试验设计
• 3.4.2 正交试验结果分析和讨论
• 3.4.3 优化镀液配方和工艺的确定
• 3.5 本章小结
• 第四章 镁锂合金表面镀层的性能分析
• 4.1 引言
• 4.2 镀层的表面形貌
• 4.3 镀层断面分析
• 4.4 镀层的结合力测试
• 4.5 镀层的耐蚀性测试
• 4.6 镀层的硬度测试
• 4.7 本章小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢