镁合金低污染化学镀技术研究
镁合金表面化学镀层制备工艺条件探索
表2温度对镀层质量的影响
综上所述,镁合金最佳的工艺条件为:硫酸镍和次亚磷酸钠的最佳配比是1:2、pH=7、温度65℃。
参考文献:
[1] SONG G L, SHI Z M. Corrosion mechanism and evaluation of anodized magnesium alloys [J]. Corrosion Science, 2014, 85(4): 126-140.
1.3镀层的表征方法
1.3.1化学镀镀速的测定
采用下面公式计算镀层沉积速率[5]
式中: v为沉积率,μm/h;m0、mt分别为Ni-P合金化学镀前后的质量,g;ρ为镀层的平均密度,按7.8 g/cm3计算;S为镀层的面积,cm2;t为施镀时间,h。
1.3.2镀层结合力检测
采用锉刀试验来评价镀层的结合力。利用锉刀沿45°锉去非主要表面,露出金属基体与镀层的界面,观察镀层有无起皮现象。
[2] Lei X P, Yu G, Gao X L, et al. A Study of Chromium-free Pickling Process before Electroless Ni-P Plating on Magnesium Alloys [J]. Surface and Coatings Technology. 2011, 205(16): 4058-4063.
镁合金化学镀
论文课程名称:轻金属表面处理技术班级:学号:姓名:专业:应用化学成绩:镁合金化学镀技术研究进展摘要综述了镁合金化学镀技术的研究历史和现状,重点介绍了镀前处理工序的革新、镀液配方的优化、多元镀以及复合镀技术的开发,在此基础上指出了镁合金化学镀技术今后的发展方向。
关键词镁合金化学镀表面改性Abstract The development history of electroless planting on magnesium alloy is simply introduced and a review is made on the status of it.The research progress in the pretreatment,bath formula,polybasic and composite coating is focused.On the basic of them,the existing questions and development tendency of the electroless plating on magnesium alloy are indicated.Key words magnesium alloys,electroless plating,surface modification1.引言镁作为最轻的金属结构材料,具有密度低、比强度高、弹性模量小、尺寸稳定、易于回收等优势。
随着镁加工工艺的改进,特别是环保标准的提高,镁合金逐渐成为继钢铁、铝之后的第三大金属结构材料,在汽车、航空航天、电子等领域有着广阔的应用前景,但是镁合金化学性质活泼,在侵蚀性环境中极易遭受腐蚀破坏,至今没有得到与其资源、性能相匹配的大规模的工业应用,因此,表面防护处理对于镁合金作为结构材料的应用具有十分重要的意义。
目前镁合金的表面处理方法主要有化学镀、电镀、化学转化、阳极/微弧氧化、有机涂装等。
镁合金新型电镀工艺研究
摘要:在如今市场上,镁合金电镀有着广泛的需求,如今对镁合金进行电镀的工艺已经能够大量的生产,并且电镀质量也有了可靠的保证,但是想要对电镀新工艺进一步的推广,仍然面临着很多困难。而本文则主要从其生产工艺地进行讨过脉冲电流法直接进行电镀镍之后,通过电沉积等操作,使镀层金属具有更加优良的结合力,耐腐蚀性能也更加优异。
1具体的处理方法
1.1镁合金电沉积方法
在镁合金表面的镍镀层获得结合力并且防护装饰性能优良,研究了一种新工艺可以在镁合金表面直接电镀镍,之后再通过对镁合金进行电沉积的方法,而达到电镀的目的。以下是以往使用的三种镁合金电沉积方法:一是将块状镁合金放入锌之中进行处理,然后使用氰化物预镀铜,再进行后续的电处理。虽然这种方法也可以得到较好的镀层,但是整体工艺繁杂错乱,对人力的消耗比较花费。而且氰化物是有剧毒的,对环境污染大,应用受到较大的限制。二是直接对镁合金表面使用化学镀镍,然后在这一基础上,沉积其他金属,这种方法虽然不简略容易操作,但是它的镀层与基底结合力比较差,而且产品的质量是不受控制的,催化剂寿命短,花费的成本比较高。
3.2进行电镀的方式
对镁合金进行电镀的方式主要有两种:第一是直流电镀,第二是脉冲电镀。而传统镁合金电镀时,通常采用的方式是直流电镀,通过清洗、活化、浸锌等一系列工艺流程,从而能够实现镁合金电镀的工艺,也能够得到具有更好结合力的致密层。同时在达到了电镀结果同时还能够使化学镍镉步骤进一步的简化。在很长一段时间内,工作人员一直在研究如何通过直流电镀的方式向镁合金表面上镀上镍等金属,而无数的实验数据能够表明:具有相同厚度的电镀镍层比使用化学电镀法镀上的镀层具有更好的抗腐蚀性能,而直流电镀的镍层其抗腐蚀性更加优良,还提高了镁合金的硬度。
而相比于直流电路,通过脉冲电镀的方式进行镁合金的电镀能够进一步的使电沉积过程发生改变,也可以通过使频率、平均电流密度以及波形等参数发生改变,而将电沉积过程在一定范围之内随之发生改变。相比于直流电镀,通过脉冲电镀的方式进行镁合金的电镀,能够使得镁合金表面具有相同颗粒大小的金属还能够更好的去排列,并且一些科学家为了使镀层的防护能力进一步完善。还深入了研究了进行脉冲电镀锌。通过对操作的数据以及参数进行分析,得出了结论。即在脉冲电镀锌条件之下得到的镀层具有更加光亮,还具备有更好的耐腐蚀性能的效果。除此之外,在不含有添加剂的碱性镀锌体系之中,利用脉冲电镀的方法对镁合金进行电镀,能够获得质量更好的镀层。而与此同时,添加进的添加剂的含量也能够进一步的减少,通过研究了如何在镁合金上进行电镀的方式能够得出结论:无论是电流密度的大小还是频率以及电镀的时间,都能够直接影响到镀层的颗粒,大小,厚度,以及相对质量。
镁合金电镀工艺的研究
镁合金电镀工艺的研究镁合金作为21世纪的“绿色”工程金属,除了具有比重小、比强度高、导热导电性能良好等特点外,还兼有良好的电磁屏蔽和阻尼减震性能。
镁合金已成为现代汽车、电子、通讯等行业的首选材料。
但是镁合金耐腐蚀差的问题限制了其应用的范围。
因此选择适当的表面处理工艺以增强镁合金的耐蚀性具有重要的现实意义。
在镁合金表面处理方法中,最为简单有效的方法就是通过电化学方法在镁合金基体上镀一层所需性能的金属或合金,即电镀。
与其他镁合金表面处理方法相比,在镁合金上进行电镀处理,不仅可以获得高耐蚀性的镀层,而且镀层的性能可以根据不同的要求进行改善。
对于表面具有导电、导热性、可焊性、耐磨性的要求,电镀更是一种不可替代的表面处理方法。
本文对镁合金的性质、应用、腐蚀与防护的现状进行了综述。
研究了镁合金电镀前处理中的浸锌工艺。
比较三种无铬环保的浸锌配方,找出一种最适合镁合金电镀前浸锌的方法。
在此基础上,对时间、温度以及超声波对镁合金浸锌工艺的影响进行了详细的研究。
阐述了镁合金浸锌工艺的机理。
通过表面形貌的观察、极化曲线、结合力实验和NaCl浸泡实验,研究了电流和超声波对镁合金电镀的影响。
研究结果表明,在电流密度为1.5 A/dm~2~2.5 A/dm~2的范围内,可以获得性能良好的锌镀层;电流密度在1.0 A/dm~2~2.0A/dm~2的范围内可以得到性能良好的铜镀层。
在平滑直流、全波整流、半波整流三种电流波形下对镁合金进行电镀时,平滑直流下所得镀层的性能最佳。
用超声波辅助电镀,得到了外表细腻,光泽度好,晶粒均匀,且覆盖紧密,结合力和耐蚀性明显优于无超声波辅助作用下所得镀层。
超声波是辅助电镀是在不改变镀液配方的前提下大幅度改变镀层性能的一种新工艺。
AZ31镁合金化学镀Ni—Cu—Sn—P前处理工艺的研究
( l g fMa eil ce c n g n e ig,Na j g Un v riyo c n lg , ni g 2 0 0 ,Chn ) Col eo trasS in ea d En ie rn e ni ie st fTeh oo y Na j 1 0 9 n n i a
摘 要 : 通 过 扫描 电镜 ( E 、 射 线 能 谱 4 ( D ) 结 合 力 测 试 、 化 曲 线 等 手 段 , 选 出最 佳 前 处 理 工 艺 , 成 功 地 在 镁 合 S M) X  ̄ E S、 Z 极 优 并 金 表 面化 学镀 Ni u S - — — nP四 元 合 金 。 结 果 表 明 : C 高锰 酸 盐活 化 工 艺 最 佳 , 制 得 的 Ni u S - 所 — n P镀 层 均 匀 、 密 , A 1 C 致 对 Z 3 镁
温 下 会 被 空 气 氧 化 , 成 的 氧 化 膜 疏 松 、 孔 , 致 生 多 导
格 为 6 0 mm× 3 0 mm ×1mm。 1 2 工 艺 流 程 .
60 i 0 SC砂 纸 打 磨 试 样 一
1 n 0mi一 碱 洗一
乙 醇 超 声 波 清 洗
化 学 镀
酸 洗 — 活 化 一
1 实 验
1 1 实 验 材 料 .
工 艺条 件 I ( I 高锰 酸 盐法 ) 高锰 酸 钾 3 / I : 0 g L, 氟化钠 5g L, 酸 钠 1 0g L,0℃ , n / 磷 0 / 5 8mi。 工艺条 件 I 锡 酸盐法 ) 锡 酸钠 4 / V( : Og L,氢氧 化钠 1 / 乙 酸 钠 6 g L, 磷 酸 钠 4 / 0 g L, / 焦 0 g L,
5 mi n。
镁合金化学镀的研究进展
电 镀 与 环 保
第 3 卷第 2 ( o 期 总第 12 7 期)
‘1’
・
综 述 ・
镁 合 金 化 学 镀 的 研 究 进 展
Re e r h og e s o e t o e s Pl tng o M a ne i m l y s a c Pr r s f El c r l s a i n g s u Alo
r s a c r g e s n l c r l s n c e p a i g n e e r h p o r s i e e to e s ik l ltn o ma n su g e i m a l y n c e— a e al y o t g, c mp s t c a i g, a d l , ik l s d l c a i o b o n o oi e o tn n
热型性 好 、 定性 高 等 优点 , 航 空 、 天 、 车 、 稳 在 航 汽 电
且 这层 膜 的存 在导 致镀 层很 难沉 积 , 因此 , 须 对其 必 进 行 适 当 的预 处 理 。预 处 理 包 括 : 打磨 、 机 物 除 有 油、 除脂 、 酸洗 、 化 、 浸 中间层 等步 骤 。 目前 国内 活 预
明 : 酸盐 处理后 的镁 合 金 表 面 生成 了一 层 多 孔 的 锡
镁 的标准 电极 电位 为 一2 3 是 电负 性 很 高 . 7V, 的一种金 属 , 室 温下 易 被 空 气 氧化 生 成 一 层 薄 的 在
氧化膜 口 。该 氧 化 膜 多孔 、 松 , 3 疏 防护 性 很 差嘲 , 是 限制镁 合 金应 用 的 主要 原 因之 一[ ] 3 。采 用 化 学 转 化、 阳极 氧 化 、 电镀 、 学镀 、 化 有机 涂层 以及热 喷涂 等 表 面处 理 方法 是 提高 其 耐 蚀性 的有 效途 径 之 一[ 。 6 ] 而在众 多 的表面 处理 方 法 中 , 学 镀技 术 具 有 镀 层 化
镁合金化学镀镍及多层复合镀层研究的开题报告
镁合金化学镀镍及多层复合镀层研究的开题报告一、研究背景及意义镁合金作为一种轻质、高强度、耐腐蚀、易加工的新型材料,已经广泛应用于汽车、航空航天、军工等领域。
然而,由于其表面易受到氧化、腐蚀等影响,使得其应用面临一定的困难。
因此,为了进一步提高镁合金的表面性能,需要开展相关研究,其中包括化学镀镍及多层复合镀层技术的研究。
化学镀镍技术以其良好的防腐性、耐磨性等优点,被广泛应用于各个领域。
在镁合金表面化学镀镍可以提高其表面的综合性能和质量,且通过控制镀液组分和工艺参数,可以获得不同的表面处理效果,为镁合金应用提供了更多的可能性。
多层复合镀层技术将不同的金属或合金镀层分层成多层,可以将不同材料的性能优势充分地发挥出来。
在镁合金表面多层复合镀层研究中,通过选择合适的镀液组分和制定适当的工艺参数,可以获得不同组合的多层复合镀层,并得到理想的表面效果,可用于提高镁合金表面的耐腐蚀性、抗磨性和耐高温等性能。
因此,针对镁合金表面化学镀镍及多层复合镀层技术的研究,有着重要的学术和实际应用价值。
二、研究内容及研究方法(1)研究内容:1. 了解镁合金表面化学镀镍的机理和影响因素,确定最佳的化学镀镍工艺参数,提高镀层的质量和表面效果。
2. 研究镁合金表面多层复合镀层的制备工艺条件,确定镀液组分和工艺参数,以得到高质量、具有优异性能的复合镀层。
(2)研究方法:1. 通过文献资料和分析镁合金表面化学镀镍的机理和影响因素,建立化学镀镍的反应模型,设计化学镀镍的实验方案,调节各项工艺参数,确定最佳的镀液组分和镀镍工艺。
2. 设计不同的多层复合镀层实验方案,探讨不同材料组合下的复合镀层性能,并通过表面形貌观察、物理性质测试等方法对复合镀层进行表征和分析,寻求应用于镁合金表面的最优多层复合镀层技术。
三、预期研究结果及意义1. 通过对镁合金表面化学镀镍的研究,可以获得最佳的工艺参数和镀液组分,提高镀层的质量,提高镁合金的表面性能。
2. 研究镁合金表面多层复合镀层技术,可以获得不同材料组合下的复合镀层,并确定最优方案,提高镁合金的表面耐腐蚀性、抗磨性和耐高温性能。
镁合金化学镀Ni-P研究现状
mulio o e o tn s a l a n me e r n e c m p st o i tc mp n ntc a ig swel sna o t rg a ul o o i c at e ng,ec o lc rl s — ai g ae prs ntd Th dv ntg s t. fee to e sNiP pltn r e e e ea a a e a d ds d a tg sa ppi ain s o e o e e a o i s f t s y e a e a a y ie nd c n ia v na e nd a lc t c p fs v r lc at o hi p r n lsz d a omp r d The p o p c fte ee toe s o ng t ae , r s e to h lcr ls p ai o g e i m lo s i lo ds u s d. lt ng frma n su aly s as ic s e Ke y wor s: ee to e s NiP pa ig:muhic mpo n ltng;c m p st l t g d l cr d s — ltn —o ne tpa i o o ie p ai n
时海 芳 , 姜 晓红
Hale Waihona Puke ( 宁工程技 术 大 学 材料 科 学与 工程 学院 , 宁 阜新 130 ) 辽 辽 200
AZ91D镁合金化学镀Ni—P镀层的研究
Vo.7 No 3 12 . . S p 2 0 e. 0 6
文 章 编 号 :1 0 - 9 9( 0 6 0 - 2 10 0 62 3 2 0 )30 1-3
AZ 1 镁 合 金 化 学 镀 Ni 9D - P镀 层 的 研 究
孙 健
,
范 猛
10 1) 30 2
3 0 0 2 长春 工 业 大 学 科 学 研究 处 ,吉 林 长 春 (. 林 石 油 集 团 有 限 责 任 公 司 监 理 公 司 ,吉林 松 原 1 8 0 I . 1吉
维普资讯
第2 7卷 第 3 期 20 0 6年 9月
长 春 工 业 大 学 学 报( 自然 科 学 版 ) J un l f h n c u ies yo eh n lg ( trl c neE io ) o r a o a gh nUnvri f co oo y Naua S i c dt n C t T e i
测定镀 层 的孔 隙 率 。检 测 孔 隙 率 的溶 液 及 方 法
为 : 液 为 1 / C ,1 0g L 乙 醇 , . / 溶 0g L Na 1 0 / 0 1g L
衍射图, 只有 Ni 的衍 射 峰 , 有 显 示基 体 镁 合金 没
表 2 镁合金上直接 化学 镀镍磷的工艺参数及流 程 工序名称 溶液成分 (/ ) g L 及试验条件
但 是耐蚀 性差 是镁 合金 广泛 应用 的 障碍之 一 。为 了对镁 合金 提供 保 护 , 已经 研 究 开 发 了许 多 表 面
处 理 方法 和 工艺 , 如化 学 氧 化 、 阳极 氧化 、 电镀 或 化学镀 等[ 。与其 它方 法 相 比 , 学 镀 镍 不 仅 可 2 ] 化
向研 究 .
低氟无铬酸洗活化前处理的镁合金电镀研究
低氟无铬酸洗活化前处理的镁合金电镀研究镁合金是目前最轻的金属结构材料,具有许多优异的性能,在汽车、电子、航空等领域具有广阔的商业应用前景,被人们誉为“21世纪最具发展潜力和前途的绿色工程材料”。
然而,由于镁的电极电势较负(-2.36 V),在空气中很容易被氧化,生成疏松、防护性能差的氧化膜,导致镁合金在潮湿的大气、土壤和海水中发生严重的腐蚀,限制了镁合金的广泛应用,电镀是镁合金表面防护处理的重要手段之一,可适用于高光泽装饰、耐磨,或在耐热条件下使用的镁合金表面要求。
但适当的电镀前处理过程是得到理想镀层的关键。
本文综述了国内镁合金零部件的生产与应用,镁合金表面防护处理及电镀前处理研究进展。
开发了镁合金一步酸洗活化电镀前处理工艺,用无氟、无铬的一步酸洗活化处理法取代目前存在的有氟有铬的酸洗和活化两步处理法。
研究了酸洗活化液的组成,酸洗活化工艺操作条件,并分析了镁合金一步酸洗活化机理。
同时对酸洗活化后的浸锌液的配方做了改进,进一步的研究了镁合金浸锌工艺和浸锌合金机理,并对浸锌液的稳定性作了研究。
此外,实验还对一步酸洗活化浸锌后镁合金进行了镀铜、锌、镍的研究。
研究结果表明:1.一步酸洗活化处理可取代酸洗和活化两步处理达到双重功效。
锰的氧化物和不溶性磷酸盐组成的活化膜能有效改善基底在溶液中的耐蚀性。
酸洗活化液的最佳pH值控制在4~6的范围内,酸洗活化时间大于450 s时试样表面才能形成有效活化膜。
镁合金在酸洗活化液中的腐蚀与表面活化膜的形成是同时发生的,开始时镁合金的腐蚀速率大于活化膜的形成速率,而后活化膜的形成速率逐渐增大并抑制腐蚀的进行。
在酸洗活化液中,活化膜的形成经历了成核、生长、增厚三个阶段,生长阶段的活化膜适用于做后续浸锌液中的保护模。
2.镁合金浸锌离不开氟离子,氟离子的加入减缓了镁与锌离子的置换反应速率。
溶解度小的氟化镁沉淀在镁基底上,影响了镁与锌离子之间的置换反应速率,从而控制了锌的沉积速率。
镁合金化学镀Ni-P及复合镀Ni-P-PTFE的研究的开题报告
镁合金化学镀Ni-P及复合镀Ni-P-PTFE的研究的开题报告一、选题背景随着工业技术的进步和人们对于高性能、高质量的要求不断提高,镁合金作为一种轻质、高强度的材料在航空、汽车、电子等领域中的应用越来越广泛。
然而,镁合金在使用过程中容易遭受腐蚀和磨损的侵袭,这会降低其使用寿命和可靠性。
因此,利用化学镀技术对镁合金表面进行保护和改性是一种有效的解决方案。
其中,Ni-P和Ni-P-PTFE复合镀层是一种较为常用的表面处理方法,能够有效提高镁合金的抗腐蚀性和耐磨性。
二、研究目的本研究旨在探究镁合金化学镀Ni-P及复合镀Ni-P-PTFE的工艺条件和表面性能,进一步了解其在抗腐蚀和耐磨等方面的优劣。
三、研究内容1. 研究镁合金化学镀Ni-P工艺条件的优化,包括电流密度、温度、pH值等因素的影响。
2. 研究镁合金表面化学镀Ni-P后的表面形貌、成分和耐腐蚀性能,对比其与其他表面处理方法的优劣。
3. 研究镁合金复合镀Ni-P-PTFE工艺条件的优化,包括PTFE含量、pH值、电流密度等因素的影响。
4. 研究镁合金表面复合镀Ni-P-PTFE后的表面形貌、成分和耐磨性能,对比其与其他表面处理方法的优劣。
四、研究意义1. 探究镁合金表面化学镀Ni-P及复合镀Ni-P-PTFE的工艺条件和表面性能,进一步提高镁合金的抗腐蚀性和耐磨性,增加其使用寿命和可靠性。
2. 为相关领域提供镁合金表面保护和改性的技术方案和理论基础。
3. 为镁合金材料的应用推广提供支撑和保障。
五、研究方法1. 实验室制备Ni-P和Ni-P-PTFE复合镀液,并优化其工艺条件。
2. 利用扫描电子显微镜、X射线荧光光谱仪等表征技术对镁合金表面化学镀和复合镀后的表面形貌和成分进行研究。
3. 采用电化学测试和磨损实验等方法,测试不同表面处理方法下镁合金的抗腐蚀和耐磨性能。
六、预期成果1. 建立镁合金化学镀Ni-P及复合镀Ni-P-PTFE的最佳工艺条件。
AZ31镁合金化学镀工艺及性能的研究的开题报告
AZ31镁合金化学镀工艺及性能的研究的开题报告一、研究背景:随着国民经济的发展和科学技术的进步,轻量化的材料越来越被重视。
AZ31镁合金作为一种轻质高强度材料,具有良好的物理、力学性能,广泛应用于航空、航天、军工、电子等领域。
然而,AZ31镁合金具有易氧化、强化难度大等缺点,因此对其表面处理的研究变得尤为重要。
化学镀是一种广泛应用于表面处理的方法,可以对AZ31镁合金进行防腐、增强性能等方面的改进。
因此,研究AZ31镁合金化学镀工艺及其性能,对于提高其性能具有重要的意义。
二、研究目的和内容:本研究旨在研究AZ31镁合金的化学镀工艺及其性能。
具体内容包括:1. 研究不同的化学镀工艺对AZ31镁合金表面的影响;2. 利用SEM、EDS、XRD等手段对不同表面处理后的AZ31镁合金进行分析;3. 考察化学镀处理后的AZ31镁合金耐蚀性、抗磨性等性能;4. 研究AZ31镁合金在不同工况下的性能,比较不同表面处理后的AZ31镁合金的性能差异。
三、研究方法:本研究采用实验方法,具体步骤包括:1. 制备符合要求的AZ31镁合金试样;2. 采用不同的化学镀工艺对镁合金试样进行处理;3. 利用SEM、EDS、XRD等手段对处理后的试样进行表征分析;4. 对不同处理方法的AZ31镁合金试样进行耐蚀性、抗磨性等性能测试;5. 比较不同处理方法的AZ31镁合金试样在不同工况下的性能表现。
四、研究意义:本研究对于探究AZ31镁合金的化学镀工艺及其性能,有着重要的意义。
一方面可为AZ31镁合金表面处理提供科学的理论基础,为其在实际应用中提供更好的保障。
另一方面,本研究的实验结果对于开发更具性能优异的轻质材料也具有重要的现实意义。
镁合金化学镀Ni—Cu—P,Ni—Ce—P镀层耐蚀性能的研究
hn e u d me t l n r cie f [ ] Ja g 3 in X X, S e W . Th f n a n a a d p a tc o
eetoespaig M' e ig lcrls lt [ ] n .B in :Nain l fn eId Pes j t a e c n rs, o De
董世知 。 周
鹏 , 李 智超
( 宁工程 技 术大 学 材料 科 学与 工程 学院 , 宁 阜新 1 3 0 ) 辽 辽 2 0 0
DoNG hiz . ZH OU ng. LIZh - h o S - hi Pe ic a
( a nn c nc l Lio i gTe h ia ie st ,S h o fM a e il ce c n gn e ig, x n 2 0 0, i a Un v riy c o lo t r sS in ea dEn i e rn Fu ig 1 3 0 Ch n ) a
Ae a 9 9,4 1 : 1 5 t ,l 9 5( ) 3 - 0.
sio ao w rsfrl hu in b t r n ds J . A ic n nn ie o i im- at y a o e [ ] l t o e CS
Na o,2 1 n 0 0,4 3) 4 - 0 ( :1 4 3 1 45 .
2 0 1 . 0 0: 1
收 稿 日期 :0 0i一6 2 1 一i2
镁 合 金 化 学 镀 Ni UP, — eP 镀 层 耐 蚀 性 能 的 研 究 — — Ni — C C
A s a c n Co r so ssa c fElc r ls — lP a d NiCe P Re e r h o r o in Re it n e o e to e sNiCI n — - — Co to g n M a n su ly a i n so g e i m Al o
镁合金AZ91D化学镀前处理工艺的研究
为 21 世纪的“绿色工程材料”。但镁合金化学活性很 高,在各种环境中的耐腐蚀性都比较差,这成为其应 用中的一个瓶颈[1-2]。为了解决镁合金的腐蚀问题,国 内外的许多专家、学者已在镁合金的腐蚀机理和防护 措施方面开展了许多工作。防护方法主要包括:阳极 氧化、化学转化、激光表面改性、物理气相沉积和化 学镀等[3]。通过化学镀镍工艺对镁合金进行表面处理可 以同时提高耐腐蚀性和耐磨性,有着广阔的应用前景。 然而,由于镁合金的化学性质十分活泼,用于钢铁等 基材的普通化学镀液不适合镁合金。为了实现镁合金 上化学镀镍,必须进行特殊的前处理,以除去其表面 的氧化物、腐蚀产物以及其他污染物,提高其表面质 量[4-6]。本文采用正交试验,研究了酸洗液中各组分对 酸洗效果及镀层性能的影响,并对酸洗时间的影响进 行了分析,得出了镁合金酸洗的优选工艺,同时研究 了活化对基材表面状态的影响。
CH3COONa 氨水
5 ~ 10 g/L 30 mL/L
HF
10 mL/L
pH
6.5 ± 0.5
θ
87 °C
2. 2 正交试验设计
目 前 普 遍 使 用 的 镁 合 金 酸 洗 液 大 多 是 CrO3 +
镁合金 AZ91D 化学镀前处理工艺的研究
HNO3 体系的酸洗液,这类酸洗液具有酸洗效果好、容 易控制等优点。本实验也采用该体系酸洗液,正交试
density were studied by orthogonal test. The influence of
activation time on matrix surface state was discussed and the
corrosion resistance and wear resistance of electrolessly
镁合金表面无铬化学转化及有机涂层防护研究的开题报告
镁合金表面无铬化学转化及有机涂层防护研究的开题报告【题目】镁合金表面无铬化学转化及有机涂层防护研究【背景】镁合金具有优异的物理、化学性能,在汽车、航空、航天、电子等领域得到广泛应用。
然而,镁合金的表面活性大、易氧化、低耐蚀性等问题限制了其应用范围。
为解决这些问题,通常采用化学转化和有机涂层等方法进行防护处理。
然而,传统的化学转化方法多采用含铬、铝等有害物质,对环境造成污染;而有机涂层的热稳定性、附着力等问题也需要进一步研究。
【研究目标】通过无铬化学转化和有机涂层技术,对镁合金进行表面处理,提高其耐腐蚀、耐磨损等性能,实现镁合金广泛应用。
【研究内容】1. 镁合金表面化学转化的研究:探究无铬化学转化方法,比较其与传统含铬、铝等有害物质的化学转化方法的优劣;分析不同转化方法下镁合金表面结构、化学成分和性能变化,确定最佳表面处理条件。
2. 有机涂层防护研究:结合无铬化学转化技术,研究有机涂层在镁合金表面的附着力、硬度、磨损性和耐腐蚀性等性能,分析涂层结构和厚度对性能的影响,确定最佳涂层方案。
【研究方法】1. 化学转化方法:采用无铬化学转化方法和传统含铬、铝等有害物质的化学转化方法对镁合金表面进行处理,比较两种方法下镁合金表面结构、化学成分和性能变化,确定最佳表面处理条件。
2. 有机涂层方法:选择合适的有机涂层材料和制备工艺,通过浸渍、喷涂等方法将涂料涂在镁合金表面,测试涂层的附着力、硬度、磨损性和耐腐蚀性等性能。
通过调整材料和制备工艺等方式,优化涂层性能。
【研究意义】1. 探究无铬化学转化方法,为镁合金表面处理提供一种环保、高效、可持续的新技术。
2. 研究镁合金表面的有机涂层,为镁合金材料应用提供更广阔的领域。
3. 提高镁合金的耐腐蚀、耐磨损性能,降低维修成本,推动镁合金产品更新换代和产业升级。
镁合金表面电镀前的处理工艺
镁合金表面电镀前的处理工艺摘要:传统的镁合金电镀处理方法其镀前的预处理过程十分繁琐,需要进行铜、锌和氰化盐的浸镀,期间会造成很大的环境污染。
在这一背景下,本论文主要研究了镁合金在镀层之前的预处理技术,将通过介绍详细的镁合金表面电镀实验过程,提出电镀效果的提升方法和策略,以期可以为合金电镀工艺发展贡献绵薄之力。
关键词:镁合金;电镀;处理工艺引言镁合金具有较高的强度、硬度、减震和降噪等性能,因而可作为镁合金的上位替代物,通过减轻金属材料的重量,来提高金属材料的性能,因而在某些高精密和高机械强度的领域得到广泛应用。
目前,镁合金在航空、汽车等领域具有重要的应用价值,在电子、矿业、日用等领域也有明确的应用前景。
然而,由于其较高的化学活性和较低的耐腐蚀性,严重制约镁合金的应用效果。
因此,如何对镁合金进行腐蚀性的保护是目前世界范围内的一个热门课题。
对镁合金进行表面改性的工艺有多种,包括阳极氧化法、电镀法、有机涂层法等。
与电镀工艺相关的通常做法是:先镀锌和铜,后再镀其他金属。
它的预处理过程比较复杂,预镀通常要用到氰化物,这是一种具有强烈剧毒的化合物。
因而在具体实验中,对镁合金材料可用焦磷酸盐镀铜替代氰化物,使其具有较好的附着力,减少化学污染的同时,降低实验难度。
镁合金是一种反应性极强的金属,必须采用合适的预处理方法,才能使镀层具有良好的附着力和耐腐蚀性。
1 实验的详细过程(1)试验材料的选择。
本次试验的材料样品选用的是长2.0厘米、宽3.0厘米的AZ91D压铸镁合金。
(2)操作步骤。
首先将镁合金样品进行研磨去油脂,然后用超声波冲洗去油脂,再将该样品进行钝化处理,然后用热水冲洗表面,最后烘干以备使用。
(3)性能检测。
利用高倍数显微镜观察浸锌层表面的情况,主要对表面紧致度、匀称性和色泽度进行观察。
(4)镀层厚度测量。
这里应用的测量方法是增重法,分别计算出浸锌后膜重量和镀层后的镀层厚度。
(5)镀层黏合度检测。
一般会使用3种方式来进行检测,第一种是用小刀在镀层表面划出一道口子,用黏性较大的胶布粘在开口上,通过不断地拉动,观察镀层能否被撕下来。
分析与展望:镁合金表面化学镀镍前处理工艺
分析与展望:镁合金表面化学镀镍前处理工艺镁合金化学镀镍的前处理步骤主要包括除油、酸洗、活化和预制浸中间层等,下面分别进行介绍。
1/除油镁合金化学镀前处理除油一般包括有机溶剂除油、碱洗除油及电化学除油。
有机溶剂除油通常采用无水乙醇、丙酮等,使用无水乙醇在超声波环境中对AZ91D镁合金进行除油,效果良好。
该方法操作简单,除油速度快,但除油污量少,除油效果不理想。
碱洗除油可除去较多油污并使镁合金表面钝化,其成分以氢氧化钠为主,根据污染物的不同,可加人磷酸钠、碳酸钠等。
对比氢氧化钠+磷酸~1+OP乳化剂和磷酸氢二钠+碳酸钠+焦磷酸钠的碱洗效果,发现前者的除油效果更好。
电化学除油又称电解除油,是在直流电作用下将镁合金表面油污除去的方法除油效果较好,但操作相对复杂。
2/酸洗活化酸洗可去除镁合金表面的锈迹、氧化皮等,同时粗化表面,提高基体与镀层的结合力。
酸洗包括含铬酸洗和无铬酸洗。
①含铬酸洗含铬酸洗液通常以CrO为主要成分,具有很强的氧化性。
CrO3酸洗后,中温下对AZ91D镁合金进行化学镀镍,极化曲线显示,镀层的腐蚀电位高于基体,腐蚀速率明显降低。
研究含铬酸洗液对镀层性能的影响,确定了最佳的酸洗工艺为:240g/LCrO3,40mL/LHNO3,酸洗时间30S。
含铬酸洗液具有良好的刻蚀效果,且不会对镁合金基体造成较大的过腐蚀,应用较多,但铬酐是剧毒物质,对环境及人体健康都存在严重的影响,故无铬酸洗成为酸洗工艺的研究趋势。
②无铬酸洗无铬酸洗液包括酸性酸洗液及碱性刻蚀液。
无机酸中,硝酸对镁合金的刻蚀作用最好,磷酸稍差,硫酸不宜。
采用无铬的酸洗液(H3PO4200mL/L、Na2MoO4·2H2O5g/L)在45℃下处理5~10S,活化后酸洗并化学镀镍,得到了耐蚀性良好的NiP镀层。
以硝酸十磷酸代替含铬酸洗液,开发了一种无铬、低氟的镁合金化学镀镍工艺。
图1为酸洗工艺1(CrO125g/L,68%HNO3110mL/L,室温处理30-60S)和工艺(68%HNO330g/L,85%H3PO4,室温处理30~40S)的酸洗效果比较,可知工艺2处理后,镁合金获得了更好的腐蚀形貌,增加了镀层和基底间的结合力。
ZK60镁合金表面化学镀NI-P及NI-W-P研究的开题报告
ZK60镁合金表面化学镀NI-P及NI-W-P研究的开题报告一、选题背景随着工业发展,高性能材料的研究成为热点。
镁合金具有低密度、高比强度、良好的加工性和耐腐蚀性等优异性能,因此被广泛应用于汽车、航空航天、电子等领域。
然而,由于镁合金表面的活性较高,易被氧化、腐蚀、磨损等问题限制了其广泛应用。
为解决这一问题,许多学者对镁合金表面进行了化学镀层的研究,并取得了一定的成果。
其中,镍磷化和镍钨磷化成为了工业界和学术界广泛研究的核心内容。
二、研究内容本文选取ZK60镁合金为研究对象,研究其表面化学镀Ni-P及Ni-W-P的方法和工艺。
通过控制镀液配方、电化学条件、表面处理等因素,调节化学镀层的结构和厚度,获得具有较好耐腐蚀性、摩擦磨损性能的表面复合镀层。
同时,通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、紫外可见光谱(UV-vis)等手段对表面复合镀层的微观结构、成分和物理化学性质进行了表征分析。
三、研究意义随着镁合金在工业应用中的不断扩大,对其表面镀层的需求也日益增加。
本文研究的Ni-P及Ni-W-P复合镀层具有优异的耐腐蚀性、抗磨损性能,可以增加镁合金的表面硬度和耐磨性,提高其材料的使用寿命和安全性能。
同时,在材料表面化学镀层领域的研究,对于提高材料表面的附着力、防腐蚀能力和增强表面硬度等方面具有重要作用,具有广泛的应用前景和科学研究价值。
四、研究方法1.准备ZK60镁合金试样2.表面处理:去油、酸洗、电解抛光3.镀液制备及电化学条件的优化4.化学镀Ni-P及Ni-W-P复合镀层5.表面复合镀层的性能测试和表征分析五、预期结果本文预计制备出具有优异耐腐蚀性能和摩擦磨损性能的Ni-P及Ni-W-P复合化学镀层,并对其微观结构和物理化学性质进行详细的表征分析。
该研究结果对解决镁合金表面腐蚀、磨损等问题,提高材料的安全性和使用寿命具有重要的作用。
AZ91D镁合金化学镀Ni-P工艺参数研究
s u i d b h r h g n lts t o t d e y t e o t o o a e tme h d,a d t eo t l r c s a a t r r b an d n h p i o e sp r me e s a e o t i e .Fu t e mo e h e tte t ma p rh r r ,t e h a— r a —
镁合 金 由于密度 低 , 比强 度 、 比刚度 、 比弹性 模 量高 以 及 铸 造和切 削加 工性 能 良好 而被 广 泛 应 用l , 中 AZ 1 _ 其 1 ] 9 D镁
L, 氢氟酸 1 mlI 乙酸钠 1 gL, 5 / , 5 / 其他添加剂适量 , 用氨水调 节
p H值 。化学镀配方均为分析纯试剂 , 用去离子水作为溶剂 。
me ttc nc sas ic se .Th e ut h w h tee toe spa ig NiP o g eim l yma fe t eyi n eh i i lods u s d s er s lss o t a lcr ls lt — nma n su al yefci l n o v m—
摘 要
通过正 交试验研 究 了工艺参数 对镁 合金化 学镀镍磷镀 层性 能的影响 , 获得 了最佳镀覆 条件 , 并考察 了
镀后热处理工艺。研 究表 明: A 9D镁合金表 面化 学镀镍磷合金 可有 效提 高镁 合金 的表 面硬 度和耐蚀性 , 在 Z1 在最佳 工艺条件下可获得表 面平整致 密、 镀层 与基体 结合 良好 、 具有银 白金属 光泽的镍磷镀 层 ; 热处理 可使 镀层硬度 上升 ,
合 金更 以其抗 老化 、 冲击 、 震性 能 好 、 铸 造性 强 、 寸 抗 减 可 尺
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基体材料获得 良好 的耐蚀性和耐磨性 。同时还具 有 镀层厚度均匀 、 化学稳定性好 、 面光 洁平整 、 表 可操 作性强 、 方法简单易于控制、 可以在形状复杂的铸件 上得到均匀的镀层 、镀层的性能可以根据不同的需 要进行调节等优点。因此 , 化学镀镍 一磷合金 , 已成 为镁 合金 重要 的表 面处理 方法 之一 。
收 稿 日期 :0 2 0 — 1 2 1— 4 1
作者简介 : 陈晓斌 (9 3 ) 男 , 1 8一 , 广东广州人 , 助理工程师 , 在职研究生 , 研究方 向为机械工程。
E u p n Ma u a t n e h oo y No7, 0 2 q i me t n f cr g T c n lg . 2 1 i
Eq i me t u p n Ma u a t n e h oo y No7, 0 2 n f cr g T c n l g . 2 1 i
镁 合金低污染化 学镀技术研 究
陈 晓斌 , 海峰 段
( 华南理工大学 广州学院, 广东 广州 500 ) 180
摘 要: 锬及其合金表 面综合 防护性 差 , 面强化处理成 为镁制 品加 工业中不可或缺 的重要环 节 , 学镀 因其众 多技 术 表 化
由图 1 ~图 4可 以看 出 :
过的试样 , 进一步进行 H 活化处理 , F 有利于促进随 () 1 所有化学镀镀层 的主体 , 由球状颗粒堆积 后 的化学镀施镀过程 ,所获得 的镀层 品质也有较大 都 而成 。不 同球状颗粒之间的挤压痕迹非常明显 。
层 在 微 观 结构 上 存 在 显著 不 同 。虽 然空 白试样 经 活
优 势在轻合金 的表 面改性 中具有 重要地位 , 但经典 的化 学镀 工艺存在 工序繁杂 、 毒性大、 成本 高等诸多弊端 , 针对镁合 金化 学镀 工艺技 术 中存在 的主要 问题 , 对镁合金 化学镀展 开以低污 染、 低成本为主要 目标的研 究。结果表 明, 改变现 有 化 学镀 的镀 前处理 方式 , 同样可 以实现化学镀镀 层的顺利 生长, 而以更加环保的方式 , 从 在镁合金表 面获得致 密、 光滑 、
2 镁 合金 的防腐蚀技术
为了搞好镁合金 的防护工作 ,提高镁合金材料 4 实验 材 料 及 研 究 方 法 的使用寿命 ,到 目前为止 ,已经开展 了许多研究工 作 , 控 制 冶 金 因素 、 速凝 固处 理 和 表 面处 理 等 , 41 实验材 料 有 快 . 其 中 以表 面 处理 应用 最 广 。 实验所用材料为压铸镁合金 A 9 D Z 1 ,主要化学 表 面处理技术 ,是材料表面改性和新材料制备 组 成如下 表 1 所示 。 的重要手段 , 因其工艺简单 , 成本低廉 , 而在世界范 表 1 压铸 镁 合 金 A 9 D 的 主 要 化 学 组 成 ( %) Z1 i n 围内得到了广 泛的应用。镁合金的表面处理方法很 Mg Mn Z n C u Ni S i F e Mg 多 , 化 学 转化 、 如 阳极 , 弧 氧 化 、 子 注入 、 微 离 激光 表 翌!l ! 】: :: l :: l l ! ! 三 : 三: l 竺 ! ! :: !:! ! 三: 三: 】 ! : ! : ! ! 翌 竺l 兰 竺 面 处理 、 电镀 、 学镀 等 。 化 根据实验需要 , 制备 了两类试样 :
均 匀 的 合金 镀 层 。
关 键 词 : 合 金 ; 学 镀 ; 保 镁 化 环
中图分类号 : Q1 3 T 5
文献标识码 : A
文章编号 :6 2 5 5 2 1 0 一 0 0 0 1 7 — 4 X( 0 2)7 o 2 — 3
ห้องสมุดไป่ตู้
1 镁合金 的应 用现状及面临的 问题
镁是地壳 中储藏量较多的金属元素之一 ,仅次
与其 他 处理 方法 相 比 , 学镀 镍 一磷合 金 , 使 化 可
于铝 和铁而居第 三位。镁 的化合物 占地壳总质量 的 23 % ; . 5 镁合金减震性好 , 可承受较大 的冲击震 动负 荷 。镁还具有优 良的吸湿能力 、 流动性、 尺寸稳定性、 机 械 加工 性 能和 电磁 干扰 屏蔽 性 能 。 镁合金作为结构材料使用 , 具有广阔的前景。 然而 迄今为止 , 其应用潜力与现实之间依然存在巨大反差。 造成这种现状的主要原因, 就是镁的腐蚀问题。 由于镁的化学性质活泼 , 表现出很差的耐蚀性 。 虽然在其表面存在 自氧化膜 , 但该膜薄且结构疏松 , 对基体 的保护能力不强 ,即使在室温下也会与空气 发生作用 , 不能适应大多数的使用环境。因此耐蚀性 差, 成为镁及其镁合金广泛应用的主要障碍之一。
3 本课题 的研究 目的和 内容
研究 目 标为通过对现有工艺的镀前处理进行改 进, 以低污染与低成本工艺 , 实现在镁合金表 面外观 优 良、 耐蚀 、 磨化 学镀 层 的原 位 制备 。 耐 研究 内容为遵照 A T S M相关标准 ,实现镁合金 的标 准 化 学镀 , 以对 化学 镀 机理 的认 识 为 基 础 , 以化 学 镀镀 前 处理 新 技术 的开 发 为 突破 口 ,实现 镁 合 金 低污 染低 成本 化学镀 技术 的开 发 。
提高。但在某些特殊的镀前处理工艺条件下 , 活化处
() 3 所有 化 学镀镀 层 的 主体 , 由球状 颗 粒 堆积 都
() 2 由于 化学 镀镀 前 处理 工 艺 的差异 , 学镀 镀 理 的作用并 不 明显 。 化 化 化处理之后 , 也能形成完整镀层 , 但该镀层表层镶嵌 而 成 。由于 化学镀 镀前 处理 工艺 的差 异 , 学镀 镀 层 有 孤立 的球 状 或念 珠 状镀 粒 ,因此 在微 观 尺 度上 粗 在微观结构上存在显著不同。采用新的技术路线进