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镁合金由于具有比重小,比刚度大,铸造性能、机械加工性能和阻尼性能好等诸多优良特性,目前广泛用于航天航空、汽车、机械、电子等领域。然而,镁及其合金的耐腐蚀性能很差,限制了它的进一步应用。电镀能改善镁合金的耐蚀性、耐磨性、可焊性、电导率和装饰性,并且与其他方法相比,电镀操作简单,效率高。
本文选择AZ31镁合金作为研究对象,针对镁合金耐蚀性差的缺点,分别研究了镁合金电镀前处理方法以及在此基础上无水熔融盐镀铝工艺,水溶液电镀锌、镍工艺。试验采用金相显微镜,SEM和EDX观察测定镀层的形貌和成分,用划格试验和弯曲试验测定镀层的结合力,采用NaCl腐蚀试验和电化学实验评定镀层的耐蚀性。
研究结果表明:
(1)采用C2H2O4·2H2O+H3PO4(85%)一步酸洗活化工艺效果比较好,能有效除去试样表面氧化膜,试样表面产生轻微的均匀腐蚀,同时一步酸洗活化简化了工艺步骤、减少了污染,进而在硫酸盐浸锌液中,能得到一层厚度均匀的浸锌层。通过研究获得了活化时间、浸锌温度、浸锌时间对浸锌效果的影响,并通过正交实验法研究了其与对后续电镀质量的影响,从而得出较好的硫酸盐浸锌及二次浸锌工艺。
(2)论文进行了电镀铝工艺研究,确定熔盐镀铝的配比为78%AlCl3-11%NaCl-11%KC1、温度为180~200℃,最佳电流为0.8A/d㎡。并从形貌、成分,结合力,抗腐蚀性能多方面研究了下电镀铝镀层质量;
(3)研究了焦磷酸盐镀锌工艺电镀温度、电流密度、镀液pH值对镀锌效果的影响,得到了较好的工艺参数pH:7.5,温度:55℃,电流密度:2.0A/d㎡,获得的锌镀层致密无缝隙,对基体耐蚀性有明显的改善作用;
(4)对镀锌后再镀镍工艺的研究表明,直接镀镍优于预镀中性镍+光亮镀镍工艺,能得到均匀、结合力佳的镀层,且工序简单,获得了直接镀镍配方中添加剂的用量、pH值、电流密度等对镀镍层质量的影响规律,得到了电镀镍的最佳工艺,糖精钠:4.0g/L,1,4-丁炔二醇:0.25g/L,温度:55℃,pH:6.0,电流密度:2.0A/d㎡。该工艺下镀层与基体的结合情况良好,没有明显的局部缺陷,能对镁合金基体起到很好的保护作用。