ZK61镁合金直接化学镀镍工艺的研究.pdf

http://www.paper.edu.cnZK61镁合金直接化学镀镍工艺的研究管瑜赟王吉会李文才天津大学材料学院天津(300072)E-mail：[e-mail]摘要：为了提高ZK61镁合金的耐蚀性对基体表面进行直接化学镀镍。对镀层进行了扫描和成分分析测定了镀层的显微硬度、结合力和耐蚀性。结果表明镀层具有较高的显微硬度和较好的结合力耐蚀性得到很大的提高。X–ray衍射分析表明镀态下镀层为非晶态。关键词：ZK61镁合金直接化学镀镍耐蚀性中图分类号：TG174.41.引言镁的密度较小是结构材料中最轻的金属材料。由它制成的镁合金具有密度低、比强度高的特点；镁合金的力学性能与一般铝合金基本相当而其比强度明显高于铝合金和钢更远远高于工程塑料。然而镁的化学活性较高其平衡电位为-2.34V比铝的还要低导致镁合金在潮湿的大气、土壤和海水中极易发生严重的腐蚀。为推广应用镁合金解决表面防腐处理就成为镁合金应用亟须解决的关键之一也是二十一世纪摆在表面技术工作者面前的一项课题[1-3]。目前一般采用的表面处理方法有化学氧化、阳极氧化和涂装等。这些方法虽然有一定的防护效果但耐蚀性和耐磨性仍然不够理想。直接化学镀镍处理不仅可以大大提高镁合金的耐蚀性和耐磨性是一种比较理想的表面处理方法[45]。但是目前国内外对于镁合金直接化学镀镍的研究主要集中在铸态AZ91D系列合金上而在ZK61镁合金上化学镀镍的研究少见报导[67]。本文研究了在ZK61镁合金表面进行直接化学镀镍的工艺所得镀层均匀镀层的结合力良好镀层的自腐蚀电位接近-0.29V耐蚀性很好。2.实验2.1实验材料采用ZK61镁合金试样尺寸为12mm×12mm×10mm。其化学成分为Zn5.5%~6.2%Zr0.8%~1.0%Mn0.1%~0.2%Cu≤0.01%Si≤0.02%Fe≤0.004%Mg余量。用水磨砂纸打磨至1000＃酒精清洗蒸馏水冲洗后干燥待用。2.2实验设备实验所用主要设备有电子恒温水浴锅搅拌器。检测所用仪器有PhilipXL-30L型扫描电子显微镜PhilipXL-30L型扫描电镜的EDS能谱仪BDX3300型X射线衍射仪美国PARSTAT2263先进电化学测试系统。2.3实验方法2.3.1工艺流程直接化学镀镍工艺流程：已磨试样→碱洗→水洗→酸洗→水洗→活化→水洗→直接化学-1-http://www.paper.edu.cn镀镍→水洗吹干直接化学镀镍液配方及工艺：NiCO3·2Ni(OH)2·4H2O5~10g/LNaH2PO210~20g/LH3C6H5O7·H2O适量NH4HF2适量CH4N2S1~3mg/LHF20ml/LNH3·H2O调节镀液pH值pH为5.8~6.7温度为80~90℃时间为30~90min缓慢搅拌。注意每一步的水洗都必须充分彻底否者会影响镀层的质量。2.3.2镀层组织、性能检测镀层表面形貌和剖面形貌观察采用PhilipXL-30L型扫描电子显微镜采用PhilipXL-30L型扫描电镜的EDS能谱仪分析镀层成分采用BDX3300型X射线衍射仪确定镀层的晶体结构结合力测试采用锉刀实验和热震实验。镀层的耐蚀性能检测采用美国PARSTAT2263先进电化学测试系统。腐蚀介质为3.5%NaCl溶液测试温度为室温采用标准的三电极系统参比电极为饱和甘汞电极辅助电极为铂片工作电极为样品。测试电位极化曲线扫描速度为