AZ91D鎂合金直接化學鍍鎳性能研究

研究了以硫（liú）酸鎳作為鎳源在AZ91D鎂合金表麵直接化學鍍鎳 1-1，並用SEM觀察鍍層的表麵形貌，用（yòng）Leica顯微硬度計測試了鍍層的顯微硬度，用Chi660電化學測量係統和鹽霧箱研究了（le）鍍層的耐蝕（shí）性能，Table檢測其磨（mó）損性能，結果表明，所得鍍層致密，光亮，結合力好，可（kě）有效地保（bǎo）護鎂合金。鎂合金具有許多優良的（de）物理性能和機（jī）械性能，如較高的比強度和（hé）比剛度，易切削加工、鑄造，能（néng）夠（gòu）承受較大的衝擊震動（dòng）負荷，減震性、導電導熱性和磁（cí）屏蔽性（xìng）能優良，被譽為“21世紀的輕（qīng）質（zhì）高強材料”。然而由於電極電勢（shì）較負，導致鎂合（hé）金的耐蝕性能較（jiào）差，嚴重地限製了它的（de）廣泛應用。因此鎂合金表麵處理技術成為重要的研究課題，主要有化（huà）學轉化（huà）膜處理，陽極氧化處理，微弧氧化（huà），金屬塗層，有機塗層（céng）及特殊塗層[7]。鎂合金直接化學鍍鎳工藝可以得到厚度非常均勻的鍍層，具有良好的耐蝕（shí）性和耐磨性，是近年來鎂合金表麵處理最常用的方（fāng）法之一（yī）。通（tōng）過直接化學鍍鎳（niè）不僅避免了浸（jìn）鋅法工藝複雜等缺點，還可以在形狀複雜的鑄（zhù）件（jiàn）上沉積厚度均勻的鍍層，從而提高耐蝕和耐磨性能。1試驗及試驗過程（chéng）1．1試驗儀（yí）器恒溫水浴、掃描電鏡、Leica顯（xiǎn）微硬度計、Chi660電化學測量係統、鹽霧箱等（děng）。 1．2工藝流程製樣一預磨試片一超聲波清洗一水洗（xǐ）一堿洗一水洗一酸洗一水洗一活化一水洗一化學鍍一水洗一吹幹 1．3化學（xué）鍍鎳液的組成及工藝參數NiSO4•6H2O：15～2Og／L；Nail2PO2•H2O：18~25g／L；C6H8O7•H2O：5～10g／L；NH4HF2：7．5～12．5g／L；HF：5～10mL／L；穩定劑：1～5mg／L；表麵（miàn）活性劑：0．001～0．1g／[；pH值：4．5～6．5；溫度：85～95℃；攪拌：300r／rain；施鍍時（shí）問：3h。本試驗中采用機械攪拌的方式，施鍍時（shí）間為3h，所得鍍層的平均厚度為30／zm，磷的質量分數在7～9。 2結果與（yǔ）討論（lùn） 2．1化學鍍（dù）後鍍（dù）層的表（biǎo）麵（miàn）形貌（mào）由圖1可以（yǐ）看出，鎂合金試樣經過化（huà）學鍍鎳磷後，表麵可獲得Ni—P鍍層。鍍層由胞狀（zhuàng）物組成，致（zhì）密、均（jun1）勻，無孔隙存在，觀察其形貌還可以發現幾乎所（suǒ）有（yǒu）的大胞都由若幹的小胞組成，這些小胞之間有明顯（xiǎn）的界線，這些連接小胞的（de）界線幾（jǐ）乎是（shì）直線，說明（míng）小胞在（zài）長大（dà）的過程中（zhōng）相互擠壓而發生了變形。 2．2硬度及結合力測試使用德國產的leica顯（xiǎn）微硬度（dù）計（jì）對鍍層及（jí）基體的硬度進行測量，載荷0．98N，加載時間為（wéi）20S，每（měi）個試樣測6次，然後取平均值作為試樣的實際硬度值，試樣1～5是鎂合（hé）金基體在不同施鍍條件下所獲得的鍍層，經顯微硬度測試發現，鎂合金直接化（huà）學鍍鎳磷後鍍層的硬度在（zài）HV500～600之間，相對於表麵未進行（háng）化學鍍Ni—P的（de）鎂合金基體HV71來說，硬度值提高了（le）近8倍。結合力（lì）的檢測（cè）方法根據GB／T13913—92進行熱震試驗，樣品在250℃的（de）加熱爐內保溫2h，取出（chū）後立即（jí）投入（rù）冷水中，lmin後（hòu）取出，觀察其表麵，無起皮剝落現象，說明其結（jié）合力良好。 2．3鍍層的耐蝕性能研究采用試樣麵積為1cm。，在3．5的NaC1溶（róng）液中，以飽和甘汞電（diàn）極做參比電極，鉑電極做輔助電極，掃描速度為5OmV／s，掃描（miáo）範圍為一1．85～O．05V，采用動電位極化法分別測量了鎂合金基體和鎂合金表麵化學鍍Ni—P鍍層的（de）極化曲線，基體和Ni-P鍍層的極化曲線鎂合金基體化學（xué）鍍鎳層（céng）鍍層均勻（yún）致密時，其對基體（tǐ）的保（bǎo）護（hù）性能良好。鎂合金基體的自腐蝕電位為一1．55VvsSCE，經化學鍍Ni—P合金後，自腐蝕電位升至一0．33VvsSCE，因此鎂合金化學鍍（dù）Ni—P合金（jīn）後化學活性降低，耐蝕性能大幅度提高。 2．4鍍層（céng）耐磨性測（cè）試采用Taber磨損試驗機對Ni—P鍍層（céng）和基體進行（háng）了磨損量的測試，載荷是1000g，對磨輪是CS一17(按ASTM標準)，試驗結果如圖4所示。由對比結果（guǒ）可以看出，經化學鍍Ni—P的鎂合（hé）金比未經（jīng）化學鍍Ni-P的鎂合金基體磨損量顯著降低，並且這種現象越到試驗磨損後期越顯著，鎂555045151O5100020003000400050006000磨損的轉數，2種鍍層磨損量的比較合金的平均磨損量在42mg，而Ni—P鍍層在第6000轉的（de）磨損量僅為5．4mg，比鎂合金的耐磨性能（néng）明顯提高。 3結語 1)試驗中（zhōng）所獲（huò）的Ni—P鍍層（céng）致（zhì）密、均勻，無孔隙存在； 2)鍍層的硬度為HV500~600之間，相對於表麵未進行化學鍍Ni—P的鎂合金基體HV71來說，硬度值有很大提高。熱（rè）震試驗（yàn）證明鍍層的結合力良（liáng）好； 3)鍍層的自腐蝕電位相對於鎂（měi）合金基體明顯提高（gāo），為鎂合金基體提供了良好的保護； 4)鎂合金化學鍍Ni—P以後，鍍層的耐磨性能明顯地提高，可（kě）使其得到更廣泛的應用。鎂合（hé）金具有環保和一（yī）係列優良（liáng）性能，被稱為“21世紀最具潛力的綠色工程材（cái）料”。我國具有豐富的鎂資源，原鎂產能、產量和出（chū）口都居世界首位，但應用和研究水平還不高（gāo），盡快（kuài）提升我國鎂合金及其成形技術與裝備的技術水平（píng），促進鎂合金在我國相關（guān）行業的應用，將我（wǒ）國的（de）鎂資源優勢轉化為技術（shù）、經濟（jì）優勢，是擺在我們麵前的（de）迫（pò）切任（rèn）務，鎂合金直接化學鍍鎳技術（shù）的應用，使鎂合金的耐蝕性能、耐磨性能（néng）及硬度大幅度提高，從而擴大鎂合金在潮濕的大氣，土壤及海水等服役條件下的應用。 更多資訊詳（xiáng）細請登錄東莞低熔點合金：www.gysxh.com