镁合金(AZ91D)表面热浸镀纯锡和巴氏合金层的研究

镁合金（AZ91D）表面热浸镀纯锡和巴氏合金层的研究

镁合金是一种具备高回收利用率的环保型轻合金,它在航空航天、电子产品等方面具有广阔的运用前景,但其耐腐蚀及耐磨性能不高限制了该合金更为广发

的应用。本文以AZ91D为基材,在基体上经短时间的化学镀Ni（P）中间过渡层后,再通过热浸镀工艺在基体表面分别获得了纯锡及铅基巴氏合金镀层,论文研究了镀层间界面的结合情况以及镀层的耐腐蚀性、摩擦磨损性能。

得到以下结论：在以碱式碳酸镍为主盐的镀液中经10～15分钟的化学镀,可在工件表面形成一层完整的Ni（P）保护镀层,该膜能够有效减轻工件表面在浸镀过程中被氧化的程度,从而提高了表面与镀液的润湿性能。自配的主要成份

为NH4HC1与ZnCl₂的助镀剂能够有效去除热浸镀过程中产生的氧化膜,进一步增加镀液与基体的润湿性。

通过热浸镀工艺在基体表面成功获得了纯锡镀层与巴氏合金镀层,经检测界面间发生了明显的扩散现象,产生了金属间化合物过渡层,界面结合力良好。对镀层结合处界面的研究表明,热处理对Ni（P）-Sn界面化合物有很明显的促进作用,化合物以Ni₃Sn₄为主。

在界面结合处形成的Ni-P化合物连续分布,阻止了Sn向基体的扩散,保证了保护层的厚度与基体的性能。经220℃热处理1h的纯锡镀层在中性盐雾试验中超过72小时未出现腐蚀点,电化学极化曲线得出镀层自腐蚀电位比镁合金基体

提高了约0.6V,表明纯锡镀层具有良好的耐腐蚀性能。

但过长时间的热处理件（热处理2h）耐蚀性能反而有所下降。经检测表明,这是由于Ni-Sn化合物扩散到了工件表面,破坏了镀层的单相结构,同时使表面产生了微裂纹,从而造成镀层表面质量下降。

对纯锡镀层的摩擦试验表明纯锡层只在最初的几十秒时间内具有减磨作用。

巴氏合金镀层在10分钟的磨损试验中,低载荷0.5N下表现出明显的减摩耐磨性能,摩擦系数平均为0.145,远低于基体的0.397。

在2N加载条件下平均摩擦系数为0.25,同样具有良好的减摩性能。但在

0.6N,0.75N,1N试验条件下进行了多次试验镀层只在刚开始短时间内具有减摩

性能,平均摩擦系数甚至超过基体。

本文的研究结果表明,热浸镀工艺可以应用于镁合金,该工艺具有投入设备少,生产效率高等优点。获得的巴氏合金镀层兼有一定的耐腐蚀与耐磨性能,通过热浸镀获得的镀层界面合金化,镀层结合力高。

本文研究的内容国内外鲜见报道,研究结果对热浸镀保护层应用于镁基材料

做出了一定的探讨。