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触变成形AZ91D镁合金表面预处理、电参数对微弧氧化膜的影响及化学镀工艺的研究

侯伟骜  
【摘要】:本文使用长安大学研制的微弧氧化装置,在我们前期工作的基础上,以触变成形AZ91D镁合金为对象,研究了表面预处理、电压(电流)和加压方式对微弧氧化膜结构、组分和性能的影响,并与金属型铸造AZ91D合金的进行了对比。同时,也研究了微弧氧化后化学镀Ni-P合金层的工艺、镀层的结构,结果表明: 1.基材的表面元素分布对微弧氧化过程具有显著影响。触变成形试样和金属型试样在微观组织上的差异导致微弧氧化开始时的现象也有很大差异,二者的起弧电压相差16V。化学预处理可以改变基体表面的元素浓度,并且可以通过这样的改变影响到膜层的成分和性能。本实验所进行的化学预处理可以升高微弧氧化膜层的铝含量,显著提高膜层的硬度。 2.初始电压对微弧氧化过程和膜层的各种性能都有很大影响。随着初始电压的升高,膜层的生长速度加快,电流密度的下降速度也在加快;膜层厚度、粗糙度、结合力都呈单调递增,硬度呈上升趋势;耐蚀性随初始电压的升高先降后升并出现最小值。初始电压对膜层的相组成有一定影响,随初始电压升高,膜层中各相峰的强度都有所变化,并且有新相生成。 3.微弧氧化过程中必须不断增大电压来维持反应的进行。根据初始电压对膜层性能的影响模式和电流密度的作用设计使用分段加压工艺进行微弧氧化。该工艺可操作性强、成膜速度快,大幅提高了工作效率。 4.对微弧氧化膜层而言,化学镀镍可以起到封孔作用,只要是镀液所及的地方,都能被镍层覆盖。沉积得到的镍层具有很强的化学活性,放入酸液中表面立即被钝化成黑色,使微弧氧化膜的耐酸蚀能力得到很大提高。在本实验所配制的pH值为9-10、按主盐+络合剂D+缓冲剂B+缓冲剂A+络合剂C+还原剂+表面活性剂的加入次序配制的碱性镀液中,可以在微弧氧化膜表面沉积得到含磷量为1.8%-4%(Wt%)的低磷镀层。镀层由无定形镍磷合金构成。


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