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AZ61镁合金化学镀镍及阳极氧化研究

杨艳玲  
【摘要】:本文采用化学镀和阳极氧化两种方法来改善AZ61镁合金的表面性能。化学镀镍可以较大幅度的改善镁合金的硬度、耐腐蚀性,而阳极氧化适用于对硬度和耐蚀性要求不太高的环境下。 本文的主要工作、研究方法和结果分别叙述如下。 1.化学镀前处理研究 镁合金化学活性高,在其上化学镀时需要对环境污染较大的前处理工艺和特定的镀液。本文采用全因子方法设计试验;对每个前处理步骤均选用多种工艺,并有针对性的提出了新的低污染的前处理工艺;通过不同前处理试样上化学镀的结果判定前处理效果。研究结果表明,在本文提出的前处理工艺下所获得的化学镀镍层与文献中的前处理工艺下获得的镀层的硬度、耐蚀性相当,但此工艺不含高污染物CrO_3和HF。 2.化学镀镍过程分析 首先经试验确定了分析镀液成分的方法;然后采用确定的化学分析方法对镁合金的化学镀镍体系的镀液进行了跟踪分析检测;依据镀液检测及其他试验的结果综合分析了化学镀过程中的各类反应。试验结果和对化学镀过程的分析示出:化学镀镍正常进行时,次亚磷酸钠的有效利用率约为35%,与其他体系的有效利用率接近。这也说明镁基体上采用碳酸镍体系化学镀镍服从常规的次亚磷酸盐化学镀镍规律。到镀液的第五使用周期时次亚磷酸钠的有效利用率下降到21.5%,故第四周期结束时需要及时补充新液或添加相应的有效成分以维持镀液的正常使用。此时累计的试样面积与镀液体积比例为2.4dm~2·L~(-1)。 3.化学镀镍层及其性能的分析与影响因素 用X射线衍射分析了镀层的物相结构;用扫描电镜分析了镀层的微观形貌和成分;用维氏显微硬度仪测定了镀层的硬度;用电化学方法评价了镀层的耐蚀性;用金相显微方法检测了镀层的厚度。对镀层进行了较低温度的热处理。研究了化学镀过程中诸因素对上述各项检测结果的影响。 XRD及SEM得到的信息表明,所获镀层磷含量在5.73%至8.58%之间,属于中磷镀层;镀层是由微晶和非晶组成的混合体。次亚磷酸钠的有效利用率在35%左右的前四个镀液使用周期中,镀层中磷含量随镀液使用周期数呈增长趋势,镀层中胞状物的大小呈减小趋势。镀层磷含量之所以增大,是由于镀液中pH值降低,生成磷的副反应加速所致。


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