镁合金直接化学镀镍层地制备与性能研究

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1、第42卷增刊2稀有金属材料与工程Vol.42,Suppl.22013年11月RAREMETALMATERIALSANDENGINEERINGNovember2013镁合金直接化学镀镍层的制备与性能研究1,2121邵忠财，胡荣，赵立新，魏守强(1.沈阳理工大学，辽宁沈阳110159)(2.牡丹江师范学院超硬材料重点实验室，黑龙江牡丹江157012)摘要：采用3种酸洗液和3种活化液对镁合金进行处理，并将这3种酸洗活化配方对镁合金的处理效果进行了对比研究。结果表明，镁合金经酸洗配方：H3PO425mL/L，HNO325mL/L，活化配方：NH4H2PO480~100g/L，N

2、H4F30~50g/L处理后，可实现镁合金直接化学镀镍．采用扫描电镜及其附带的能谱仪、X射线衍射仪、电化学工作站对活化膜层和镀镍层的性能进行了研究。结果发现，活化膜层主要为MgF2和Mg2P2O7转化膜，镀镍层均匀细致，镀层属于亚晶态结构，镀层的自腐蚀电位较基体提高了1.1V，腐蚀电流明显下降．锉刀试验与热震试验表明镀层与基体的结合力良好。关键词：镁合金；前处理；化学镀镍；性能中图法分类号：TG178文献标识码：A文章编号：1002-185X(2013)S2-259-05镁合金被人们誉为21世纪的“绿色工程”材料，化→直接化学镀镍（各步之间采用去离子水清洗）。在航空航天

3、、汽车、电子电器、国防军工等领域有了除油工艺为NaOH15g/L，Na2CO325g/L,十二烷[1]很大的应用，在某些方面已有逐步代替钢铁和铝合基硫酸钠0.5~1g/L，温度60~70℃，时间2~3min。金的趋势，但镁合金有一个很致命的缺点，就是它的标除油的目的是为了将试件表面上的油脂、污物等附着准电位极负，在环境中容易发生腐蚀，限制了它的使用物去除，使镁合金露出洁净的表面。[2-4]范围。化学镀镍作为镁合金表面处理手段之一，具酸洗的目的是为了除去镁合金表面的氧化物并适有良好的耐蚀、耐磨、抗磁等性能，因而备受人们的当地对表面进行粗化，使镀层与基体产生“互锁”效应[9

4、]青睐。以提高结合能力，传统的酸洗工艺为铬酸酸洗，它[5-8]目前，镁合金化学镀镍的工艺主要有2种，一的优点是不会对镁合金造成太大的过腐蚀，因它能在种是将镁合金浸锌或其它金属后，再化学镀镍；另一镁合金表面形成一种铬酸盐转化膜，但其具有较大的种是将镁合金经铬酸酸洗，氟化氢活化后，直接化学毒性，不符合环保要求。本实验对3种酸洗工艺进行镀镍．这2种工艺虽然比较成熟，但要么工艺过于繁对比研究。其配方分别为Ⅰ、H3PO425mL/L，HNO325琐，要么前处理溶液中含有对环境和人体有害的化学mL/L，室温，时间30s；Ⅱ、乳酸30~50g/L，室温，-物质。时间60s；Ⅲ、乳酸1

5、5g/L、H3PO40.04g/L、F0.4g/L本工作研究了不同的酸洗、活化工艺对镁合金基室温，时间60s。体表面结构的影响，实验采用是合适的前处理过程，活化是直接化学镀镍的关键步骤，目前以氟化氢在镁合金表面直接实施化学镀，制备了镀层均匀、结为活化液为主，其在镁合金表面形成MgF2转化膜，合力良好的镁合金化学镀层，目的在于找出一种适合阻止镁合金在化学镀镍溶液中的腐蚀。但氟化物对镍镁合金的，对环境和人体不造成危害的前处理工艺。的沉积是没有催化活性的，镍是如何开始初始沉积的，对此曾进行了很多研究。由于种种原因，氟化物膜呈1实验多孔的非致密膜，实际上为MgF2与MgO的混合

6、体，本实验材料为AZ91D，其化学成分(质量分数)为：膜中氧化镁充当了化学镀反应的活性点，从而实现镍Mg93%，Al6.5%，其他0.5%。本实验采用化学镀镍的初始沉积,并以初始沉积的镍粒子为中心，镀层开始[10]的工艺流程为：预磨试样→碱性除油→酸洗浸蚀→活生长，逐渐铺展开，最后覆盖整个基体。依照这种收稿日期：2012-12-15基金项目：辽宁省教育厅科学计划项目（L2010484）；黑龙江省教育厅科学计划重点项目（11551z016）作者简介：邵忠财，男，1967年生，博士，教授，沈阳理工大学环境与化学工程学院，辽宁沈阳110159，电话：024-24680345，

7、E-mail:zhongcsh@126.com·260·稀有金属材料与工程第42卷研究结果，设计出3种活化配方，以代替氟化氢活化。a(I)NH4H2PO480~100g/L，NH4F30~50g/L室温时间：10min。(II)Na3PO480~100g/L，K2ZrF615~25g/L，室温时间：10min。(III)Zn(H2PO4)250~70g/L酒石酸钾钠20~30g/L，K2MnO420~30g/L室温时间5~10min。化学镀镍溶液由如下组成：硫酸镍25g/L，乳酸bc25g/L，次磷酸钠30g/L，稳定剂1mg/L，pH5