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节约、环保型镁合金电镀工艺的研究

吴鹏  
【摘要】: 镁合金被誉为“21世纪的绿色工程材料”,是工程应用中最轻的金属结构材料,其比强度和比刚度大,具有良好的铸造性能、电磁屏蔽性能、机械加工性能、阻尼性能以及再加工回收特性,在航空航天、汽车、电子等领域正得到日益广泛的应用。但是镁合金的耐蚀性差,限制了镁合金的应用领域。 镁合金表面电镀是一种优良的表面处理方法,得到的镀层均匀,具有优良的耐磨性、耐蚀性、导电性、导热性和可钎焊性等多种性能。电镀层作为镁合金件的预处理防护层,就可以进行常规的防护和装饰,因此,电镀是获得耐蚀金属涂层的好方法。 本文综述了镁合金的特点及其应用,腐蚀及其表面处理方法的研究现状。研究了镁合金电镀前处理工艺,达到了无铬环保、节约的目的。通过霍尔槽实验和极化曲线研究了镀铜和镀锌溶液的性能,并对配方进行了调整和优化。通过阴极极化法和旋转圆盘电极研究了香兰素和植酸在铜、锌两种镀液中的整平性。实验结果表明,香兰素在两种镀液中均呈现正整平性,而植酸在两种镀液中均呈现负整平性。通过SEM、中性盐雾试验、极化曲线和结合力试验,研究了3种电流波形(平滑直流、半波整流及全波整流)对AZ91D镁合金上电镀铜、电镀锌的影响。实验表明,对于铜镀层而言,全波整流和半波整流的微观形貌比较相近,晶粒大小均匀,排列规则、紧密;而平滑直流铜镀层较全波和半波整流的沉积晶粒较大,晶粒间缝隙较宽,排列不够紧密。3种电流波形下所得铜镀层的耐蚀性及结合力均良好,其中全波整流所得镀层的性能最佳。对于锌镀层而言,平滑直流的锌镀层晶粒大小均匀,排列规则、紧密;而半波整流的沉积晶粒大小不规则,排列不够紧密。全波整流的晶粒与平滑直流的相似,但孔隙较多。平滑直流下的锌镀层的耐蚀性最好,3种电流波形下所得锌镀层的结合力均好。采用平滑直流在AZ91D镁合金上所得Zn镀层的性能最佳。


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