AZ91D鎂合金直接化學鍍鎳性能研究

研究了（le）以硫酸鎳作為鎳源在AZ91D鎂合金表麵直接（jiē）化學鍍鎳 1-1，並用SEM觀察鍍（dù）層的（de）表麵形貌，用Leica顯微硬度計測試了（le）鍍層的顯微硬度，用Chi660電化學測量（liàng）係統和鹽霧箱研究了鍍層（céng）的耐蝕性能，Table檢測（cè）其磨損性能，結果表明，所得鍍層致密，光亮，結合力好，可有效地保護鎂合金。鎂合金具有許多優良的物理性能和（hé）機械性能（néng），如較高（gāo）的比強度和比剛度，易切削加工、鑄造，能夠承受較大的衝（chōng）擊震動負荷，減震（zhèn）性、導電導熱性和磁屏蔽性能優（yōu）良，被譽為“21世紀（jì）的輕質高強材料”。然而由於電極電勢較負，導致鎂合金的耐蝕（shí）性能較差，嚴（yán）重地限製了它的（de）廣泛應用（yòng）。因此鎂合金表麵處（chù）理技術成為（wéi）重要的研究課題，主（zhǔ）要有化學轉化膜處理，陽極氧化處理，微弧氧化（huà），金屬塗層，有機塗層及特殊塗（tú）層[7]。鎂合金直接化學（xué）鍍鎳工藝可以得到厚度非常均勻的鍍層，具有良（liáng）好的耐蝕性和耐磨性，是近年來鎂合金表麵處理最常用的方法之一（yī）。通（tōng）過直接化（huà）學鍍鎳不僅避免了浸鋅法工藝複雜等缺點，還可以（yǐ）在形狀（zhuàng）複雜的鑄件上沉積厚度均勻的（de）鍍層，從而提高耐蝕和耐磨性（xìng）能。1試驗（yàn）及試驗過程1．1試驗儀器恒溫水浴、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（yī）超聲波清洗一水洗一堿洗一水洗一酸洗一水洗（xǐ）一活化一水洗一化學鍍一水洗一吹幹 1．3化學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（wěn）定（dìng）劑：1～5mg／L；表麵活性（xìng）劑：0．001～0．1g／[；pH值：4．5～6．5；溫（wēn）度：85～95℃；攪拌：300r／rain；施鍍時問：3h。本試驗中采（cǎi）用機械攪拌的（de）方式，施鍍時間為3h，所得鍍層的（de）平均厚度（dù）為30／zm，磷的質量分（fèn）數在7～9。 2結果與討（tǎo）論 2．1化學鍍後鍍層的表麵形（xíng）貌由圖1可以看出，鎂合金試樣經過化學鍍鎳磷後（hòu），表麵可獲得Ni—P鍍層。鍍層由胞（bāo）狀（zhuàng）物組成，致密、均勻，無孔隙存在，觀察其形貌還可以發現幾乎所有的大胞都由若幹（gàn）的小胞組成，這些小胞之間有明顯的界線，這些連接小胞的界線幾乎（hū）是直線，說明小胞在長大的過程中相互擠壓而發生了變形（xíng）。 2．2硬度及結合（hé）力測（cè）試使用德國產的leica顯微硬（yìng）度計對鍍層及基體的硬度進行測量（liàng），載荷0．98N，加載時間為20S，每個試樣測6次，然後取平（píng）均值作為試樣的實際硬度值，試樣1～5是鎂合金基體在不同施鍍條件下所獲得的鍍層（céng），經顯（xiǎn）微硬度測試發現，鎂合金直接化學鍍鎳磷後鍍層的硬度在HV500～600之間，相對於（yú）表麵未進行化學鍍Ni—P的鎂合金基體HV71來說（shuō），硬度值提高了近（jìn）8倍。結合力的檢測方法根據GB／T13913—92進行熱震試（shì）驗，樣品在250℃的加熱爐內保溫2h，取出後立即（jí）投入（rù）冷水中，lmin後取出，觀察其表麵，無（wú）起皮剝（bāo）落現象，說明其結合力良好。 2．3鍍層（céng）的（de）耐蝕（shí）性能研究采用試樣麵積（jī）為1cm。，在3．5的NaC1溶液中，以（yǐ）飽和甘汞電極做參比電極，鉑電（diàn）極做（zuò）輔助電（diàn）極，掃描（miáo）速度為5OmV／s，掃描範圍為一1．85～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鍍層的極化曲線（xiàn），基體和Ni-P鍍層的極（jí）化曲線鎂合金（jīn）基體化學鍍鎳層鍍層均勻致密時，其對基體（tǐ）的（de）保護性能良好。鎂合金基體的自腐蝕電位為一1．55VvsSCE，經（jīng）化學鍍Ni—P合金後，自腐（fǔ）蝕（shí）電位升至一0．33VvsSCE，因此鎂合金化學鍍Ni—P合金後（hòu）化學活性降低，耐蝕性能大幅度提高。 2．4鍍層耐磨性測試采用（yòng）Taber磨損試（shì）驗機對Ni—P鍍層和基體進行（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（jié）果可以看出，經化學鍍Ni—P的鎂合金比未經化學鍍Ni-P的鎂合金基體磨損量顯著降低，並且這種現象（xiàng）越到試驗磨損後期越（yuè）顯著，鎂555045151O5100020003000400050006000磨損的轉數，2種鍍層磨損量的比較（jiào）合金的平均磨損量在（zài）42mg，而Ni—P鍍層在第6000轉（zhuǎn）的磨損量僅為5．4mg，比鎂合金的耐磨性能明顯提高。 3結語 1)試驗中所獲的Ni—P鍍層致密、均勻，無孔隙存在（zài）； 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（hěn）大提高。熱震試驗證明鍍（dù）層的結合力良好； 3)鍍層的自腐（fǔ）蝕電（diàn）位相對於鎂合金基體明顯提高，為鎂合金基體提（tí）供了良好的保護； 4)鎂合金化學鍍（dù）Ni—P以後，鍍層的耐磨性能（néng）明顯地提高，可使其得到更（gèng）廣泛的應用。鎂合金具（jù）有環保和一係列優良性能，被稱為“21世紀最具潛力的（de）綠色工程材料”。我國具有豐富的鎂資源，原鎂產（chǎn）能、產量和（hé）出（chū）口都居世界首位（wèi），但應用和研究水平還不高，盡快提升我國鎂合金及其成形技術（shù）與裝備的技術水（shuǐ）平，促進鎂合（hé）金在我國相關行業的應用，將我（wǒ）國的鎂資源優勢轉化為技術、經（jīng）濟優勢，是擺（bǎi）在我們麵前（qián）的迫切任務，鎂（měi）合金直接化學鍍鎳技術的應用，使鎂合金的耐蝕性能、耐磨（mó）性能及硬度大幅度提（tí）高，從而（ér）擴大鎂合金在潮濕的大氣，土壤及海水等（děng）服役條（tiáo）件下的應用。 更多資訊詳細請登錄東莞低熔點合金：www.hurfikir.com