AZ91D镁合金化学镀镍基合金的微观结构与耐腐蚀性能

论文摘要

目前镁合金化学镀处理工艺的研究存在的共性问题是:1、工艺成熟、效果较好的铬酸盐前处理因含Cr6+而无法满足环保要求;2、多采用价格比较贵的碱式碳酸镍或乙酸镍作为镀液中提供镍离子的主盐,这些工艺较复杂,难以控制和实际生产中得以应用。3、采用常规方法如单层化学镀镍层,要实现致密无孔,达到高耐蚀性,Ni-P层的厚度需达50μm以上。基于以上问题,本论文主要研究内容如下:1、本研究在传统直接化学镀镍方法的基础上,对化学镀液进行改进,制备出了AZ91D镁合金表面酸性体系以硫酸镍作为主盐直接化学镀层,并研究前处理过程对此化学镀镍过程的影响以及Ni-P镀层的形核机理。2、采用马日夫盐溶液对镁合金进行前处理,对膜层的相组成,微观结构和耐腐蚀性能进行研究,从而实现镁合金化学镀镍工艺的无铬耐蚀性能镀层,提高了后续化学镀镍的质量。3、Ni-W-P合金镀层具有优良的耐蚀耐磨性,而三元合金Ni-Sn-P镀层具有优良的耐蚀性、耐热性和可焊性。因而,在无铬前处理膜上直接沉积镍钨磷、镍锡磷三元合金,从而实现了AZ91D镁合金上多元合金的化学沉积和防护性能较好的单层膜层。4、采用硬度较高,具有优良的耐磨性的二元合金Ni-B镀层作为复合镀层的表层,磷含量较高,耐蚀性较好的Ni-P合金作为复合镀层的底层。这样的设计也使得从镁合金基体到镀层实现了硬度的逐步过渡。对镁合金基体起到很好的电化学保护作用。研究了AZ91D镁合金化学镀镍基合金的微观结构和耐蚀性等性能,为解决镁合金表面的防腐蚀问题提供了基础理论及必要的试验依据。

论文目录

• 提要
• 第一章 绪论
• 1.1 镁的性质
• 1.2 镁合金的发展和应用
• 1.3 镁合金腐蚀的影响因素
• 1.3.1 单质镁的不稳定性
• 1.3.2 镁合金的第二相和杂质
• 1.3.3 环境因素
• 1.3.4 镁合金的自然氧化膜
• 1.3.5 镁合金的负差数效应
• 1.4 镁合金的表面防护层
• 1.4.1 镁合金有机涂层
• 1.4.2 镁合金化学转化膜
• 1.4.3 激光改性
• 1.4.4 阳极氧化处理
• 1.4.5 离子注入
• 1.4.6 物理气相沉积
• 1.4.7 镁合金的电镀
• 1.4.8 镁合金化学镀镍基合金
• 1.5 选题意义及研究内容
• 第二章 试验材料、工艺及研究方法
• 2.1 试验材料
• 2.2 主要试验试剂与设备
• 2.3 化学镀工艺规范及溶液成份
• 2.3.1 化学镀前准备
• 2.3.2 化学镀溶液成分及工艺
• 2.4 研究方法
• 2.4.1 表面形貌观察及成分分析
• 2.4.2 镀层结构分析
• 2.4.3 镀速的测定
• 2.4.4 镀层显微硬度测量
• 2.4.5 镀层耐腐蚀性能分析
• 2.4.6 化学镀层结合力测试
• 第三章 AZ91D镁合金直接化学镀镍磷合金的研究
• 3.1 引言
• 3.2 试验方法
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 镁合金试样前处理的作用
• 3.3.2 前处理酸洗时间的影响
• 3.3.3 镀层显微组织观察分析及性能检测
• 3.3.4 镍磷镀层的形核与生长
• 3.4 本章小结
• 第四章 镁合金无铬前处理化学镀镍磷合金的研究
• 4.1 引言
• 4.2 前处理液的制备
• 4.3 无铬前处理对AZ91D镁合金表面的影响
• 4.3.1 前处理后的表面形貌
• 4.3.2 前处理后的表面元素分布
• 4.3.3 前处理后AZ91D镁合金表面的组织结构
• 4.3.4 前处理后AZ91D镁合金的极化曲线
• 4.4 AZ91D镁合金无铬前处理化学镀Ni-P合金
• 4.4.1 Ni-P合金的表面形貌
• 4.4.2 Ni-P合金的端面形貌
• 4.4.3 组织和结构分析
• 4.4.4 镀层的化学沉积速率
• 4.4.5 镀层耐腐蚀性能分析
• 4.4.6 显微硬度
• 4.4.7 结合力
• 4.5 本章小结
• 第五章 镁合金直接化学沉积三元镍基合金的研究
• 5.1 引言
• 5.2 试验方法
• 5.3 镁合金化学镀Ni-W-P合金的实验结果与讨论
• 5.3.1 Ni-W-P镀层的表面形貌
• 5.3.2 Ni-W-P镀层的端面形貌
• 5.3.3 Ni-W-P镀层的组织和结构分析
• 5.3.4 Ni-W-P镀层耐腐蚀性能分析
• 5.3.5 显微硬度
• 5.3.6 结合力
• 5.4 镁合金化学镀Ni-Sn-P合金的实验结果与讨论
• 5.4.1 Ni-Sn-P镀层的表面形貌
• 5.4.2 Ni-Sn-P镀层的端面形貌
• 5.4.3 Ni-Sn-P镀层的组织和结构分析
• 5.4.4 Ni-Sn-P镀层耐腐蚀性能分析
• 5.4.5 显微硬度
• 5.4.6 结合力
• 5.5 本章小结
• 第六章 镁合金化学镀镍磷/镍硼复合镀层
• 6.1 引言
• 6.2 试验方法
• 6.3 实验结果和讨论
• 6.3.1 镀层的显微结构分析
• 6.3.2 镀层的表面形貌
• 6.3.3 镀层的端面形貌
• 6.3.4 镀层显微硬度
• 6.3.5 镀层耐腐蚀性能分析
• 6.4 本章小结
• 第七章 结论
• 参考文献
• 攻博期间发表的学术论文及获奖情况
• 摘要
• Abstract
• 致谢