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活化时间对镁合金化学镀镍层性能的影响

放大字体  缩小字体发布日期:2012-07-20  浏览次数:705
核心提示:本文考察了活化时间对镁合金化学镀镍层沉积速率、表面形貌、显微硬度及耐蚀性的影响,确定了最佳的活化时间,并获得了性能较好的化学镀镍层。
   前言

  镁合金具有质量轻、比强度高、耐冲击、电磁屏蔽性好以及易回收等特点,在汽车和电子领域中有着较大的应用潜力。然而,镁合金非常活泼,在使用环境中极易发生腐蚀现象,使其应用受到限制。为此,人们已采用多种方法对镁合金进行表面处理。化学镀是提高镁合金耐蚀性的主要方法之-。在对镁合金进行化学镀之前,需要对其进行适当的预处理。活化是预处理的步骤之一,其目的是去除工件表面的氧化物及酸洗后附着在工件表面的残留物。活化时间是一个重要的参数,但很少有人研究活化时间对化学镀层性能的影响。本文考察了活化时间对镁合金化学镀镍层沉积速率、表面形貌、显微硬度及耐蚀性的影响,确定了最佳的活化时间,并获得了性能较好的化学镀镍层。

  1 实验

  1.1 实验材料

  实验所用的基体材料为AZ 31镁合金。

  1.2 工艺流程

  切割试样—一180#砂纸打磨-320#砂纸打磨—一600#砂纸打磨--800#砂纸打磨—一1 000#砂纸打磨—一丙酮除油—一吹干—一称重—一酸洗—一活化—一化学镀镍—一烘干

  1.3主要工序说明

  (1)酸洗

  Cr03 120 g/L,质量分数为68%的HN03 110mL/L,室温,50 s。

  (2)活化

  质量分数为40%的HF 380 mL/L,室温,1~15 min。

  (3)化学镀镍

  碱式碳酸镍14 g/L,次磷酸钠23 g/L,柠檬酸6 g/L,氟化氢铵11 g/L,质量分数为40%的HF12 mL/L,pH值6.5,85℃,60 min。

  1.4性能检测

  (1)采用德国Leica金相显微镜观察不同活化时间下所得镀镍层的表面形貌。

  (2)采用HXD-1000TMC/LCD型显微硬度计测试镀层的显微硬度,载荷为0. 25 N,时间为10 s。

  (3)采用室内浸泡法对镀镍层的耐蚀性进行测试,将镁合金基体和镀镍层经脱脂处理后,放入质量分数为3.5%的NaCl溶液中浸泡72 h,吹干,称重,计算腐蚀速率。

  2 结果与讨论

  2.1 活化时间对镀层沉积速率的影响

  表1为活化时间对镀层沉积速率的影响。由表1可知:当活化时间由1 min增加到15 min时,沉积速率变化不大。

  2.2活化时间对镀层表面形貌的影响

  图1为活化时间对镀层表面形貌的影响。由图1可知:当活化时间为1 min时,镀层表面胞状物大小差异较大,部分位置处胞状物聚集且出现气泡,镀层表面质量相对较差;当活化时间为5 min时,胞状物变得细小,分布趋于均匀,缺陷数量明显减少,此时镀层质量最佳;当活化时间增加到10~15 min时,胞状物又明显增大,均匀性较差,缺陷数量又明显增多,镀层表面质量下降。其原因为活化时间太短,没有将试样表面的氧化物及酸洗后附着在工件表面的残留物去除干净,从而对下一步实验造成影响;而活化时间过长,易使镁合金表面受到腐蚀,也会对镀层的最终质量造成影响。

  2.3活化时间对镀层显微硬度的影响

  图2为活化时间对镀层显微硬度的影响。由图2可知:镁合金基体的对角线长度最长,显微硬度最低;而镁合金基体上沉积了镀层以后,对角线长度明显减小,镀层的显微硬度提高;当活化时间为5 min时,对角线长度最短,镀层的显微硬度达到了最大值;而后,继续增加活化时间,对角线长度又逐渐增大,镀层的显微硬度又开始降低。

  2.4活化时间对镀层耐蚀性的影响

  图3为活化时间对镀层耐蚀性的影响。由图3可知:当活化时间为5min时,镀层耐蚀性最好。这是因为此时镀层的表面质量最好,缺陷数量最少,难以形成微电池,从而保证了镀层具有良好的耐蚀性。

  3 结论

  在镁合金表面制备化学镀镍层时,当活化时间由1min增加到15 min时,镀层的沉积速率变化不大,仍具有工业应用价值。当活化时间为5 min时,镀层表面的胞状物较为细小,分布较为均匀,缺陷数量较少,此时镀层的显微硬度最高、耐蚀性最好。

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