研究了以硫酸鎳作為鎳源在AZ91D鎂合金表面直接化學(xué)鍍鎳 1-1，并用SEM觀察鍍層的表面形貌，用Leica顯微硬度計測試了鍍層的顯微硬度，用Chi660電化學(xué)測量系統(tǒng)和鹽霧箱研究了鍍層的耐蝕性能，Table檢測其磨損性能，結(jié)果表明，所得鍍層致密，光亮，結(jié)合力好，可有效地保護鎂合金。鎂合金具有許多優(yōu)良的物理性能和機械性能，如較高的比強度和比剛度，易切削加工、鑄造，能夠承受較大的沖擊震動負荷，減震性、導(dǎo)電導(dǎo)熱性和磁屏蔽性能優(yōu)良，被譽為“21世紀的輕質(zhì)高強材料”。然而由于電極電勢較負，導(dǎo)致鎂合金的耐蝕性能較差，嚴重地限制了它的廣泛應(yīng)用。因此鎂合金表面處理技術(shù)成為重要的研究課題，主要有化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理，陽極氧化處理，微弧氧化，金屬涂層，有機涂層及特殊涂層[7]。鎂合金直接化學(xué)鍍鎳工藝可以得到厚度非常均勻的鍍層，具有良好的耐蝕性和耐磨性，是近年來鎂合金表面處理最常用的方法之一。通過直接化學(xué)鍍鎳不僅避免了浸鋅法工藝復(fù)雜等缺點，還可以在形狀復(fù)雜的鑄件上沉積厚度均勻的鍍層，從而提高耐蝕和耐磨性能。1試驗及試驗過程1．1試驗儀器恒溫水浴、掃描電鏡、Leica顯微硬度計、Chi660電化學(xué)測量系統(tǒng)、鹽霧箱等。 1．2工藝流程制樣一預(yù)磨試片一超聲波清洗一水洗一堿洗一水洗一酸洗一水洗一活化一水洗一化學(xué)鍍一水洗一吹干 1．3化學(xué)鍍鎳液的組成及工藝參數(shù)NiSO4?6H2O：15～2Og／L；Nail2PO2?H2O：18~25g／L；C6H8O7?H2O：5～10g／L；NH4HF2：7．5～12．5g／L；HF：5～10mL／L；穩(wěn)定劑：1～5mg／L；表面活性劑：0．001～0．1g／[；pH值：4．5～6．5；溫度：85～95℃；攪拌：300r／rain；施鍍時問：3h。本試驗中采用機械攪拌的方式，施鍍時間為3h，所得鍍層的平均厚度為30／zm，磷的質(zhì)量分數(shù)在7～9。 2結(jié)果與討論 2．1化學(xué)鍍后鍍層的表面形貌由圖1可以看出，鎂合金試樣經(jīng)過化學(xué)鍍鎳磷后，表面可獲得Ni—P鍍層。鍍層由胞狀物組成，致密、均勻，無孔隙存在，觀察其形貌還可以發(fā)現(xiàn)幾乎所有的大胞都由若干的小胞組成，這些小胞之間有明顯的界線，這些連接小胞的界線幾乎是直線，說明小胞在長大的過程中相互擠壓而發(fā)生了變形。 2．2硬度及結(jié)合力測試使用德國產(chǎn)的leica顯微硬度計對鍍層及基體的硬度進行測量，載荷0．98N，加載時間為20S，每個試樣測6次，然后取平均值作為試樣的實際硬度值，試樣1～5是鎂合金基體在不同施鍍條件下所獲得的鍍層，經(jīng)顯微硬度測試發(fā)現(xiàn)，鎂合金直接化學(xué)鍍鎳磷后鍍層的硬度在HV500～600之間，相對于表面未進行化學(xué)鍍Ni—P的鎂合金基體HV71來說，硬度值提高了近8倍。結(jié)合力的檢測方法根據(jù)GB／T13913—92進行熱震試驗，樣品在250℃的加熱爐內(nèi)保溫2h，取出后立即投入冷水中，lmin后取出，觀察其表面，無起皮剝落現(xiàn)象，說明其結(jié)合力良好。 2．3鍍層的耐蝕性能研究采用試樣面積為1cm。，在3．5的NaC1溶液中，以飽和甘汞電極做參比電極，鉑電極做輔助電極，掃描速度為5OmV／s，掃描范圍為一1．85～O．05V，采用動電位極化法分別測量了鎂合金基體和鎂合金表面化學(xué)鍍Ni—P鍍層的極化曲線，基體和Ni-P鍍層的極化曲線鎂合金基體化學(xué)鍍鎳層鍍層均勻致密時，其對基體的保護性能良好。鎂合金基體的自腐蝕電位為一1．55VvsSCE，經(jīng)化學(xué)鍍Ni—P合金后，自腐蝕電位升至一0．33VvsSCE，因此鎂合金化學(xué)鍍Ni—P合金后化學(xué)活性降低，耐蝕性能大幅度提高。 2．4鍍層耐磨性測試采用Taber磨損試驗機對Ni—P鍍層和基體進行了磨損量的測試，載荷是1000g，對磨輪是CS一17(按ASTM標(biāo)準)，試驗結(jié)果如圖4所示。由對比結(jié)果可以看出，經(jīng)化學(xué)鍍Ni—P的鎂合金比未經(jīng)化學(xué)鍍Ni-P的鎂合金基體磨損量顯著降低，并且這種現(xiàn)象越到試驗?zāi)p后期越顯著，鎂555045151O5100020003000400050006000磨損的轉(zhuǎn)數(shù)，2種鍍層磨損量的比較合金的平均磨損量在42mg，而Ni—P鍍層在第6000轉(zhuǎn)的磨損量僅為5．4mg，比鎂合金的耐磨性能明顯提高。 3結(jié)語 1)試驗中所獲的Ni—P鍍層致密、均勻，無孔隙存在； 2)鍍層的硬度為HV500~600之間，相對于表面未進行化學(xué)鍍Ni—P的鎂合金基體HV71來說，硬度值有很大提高。熱震試驗證明鍍層的結(jié)合力良好； 3)鍍層的自腐蝕電位相對于鎂合金基體明顯提高，為鎂合金基體提供了良好的保護； 4)鎂合金化學(xué)鍍Ni—P以后，鍍層的耐磨性能明顯地提高，可使其得到更廣泛的應(yīng)用。鎂合金具有環(huán)保和一系列優(yōu)良性能，被稱為“21世紀最具潛力的綠色工程材料”。我國具有豐富的鎂資源，原鎂產(chǎn)能、產(chǎn)量和出口都居世界首位，但應(yīng)用和研究水平還不高，盡快提升我國鎂合金及其成形技術(shù)與裝備的技術(shù)水平，促進鎂合金在我國相關(guān)行業(yè)的應(yīng)用，將我國的鎂資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為技術(shù)、經(jīng)濟優(yōu)勢，是擺在我們面前的迫切任務(wù)，鎂合金直接化學(xué)鍍鎳技術(shù)的應(yīng)用，使鎂合金的耐蝕性能、耐磨性能及硬度大幅度提高，從而擴大鎂合金在潮濕的大氣，土壤及海水等服役條件下的應(yīng)用。 更多資訊詳細請登錄東莞低熔點合金：www.guiaogroup.com