本文關(guān)鍵詞：以硫酸鎳為主鹽的環(huán)保型鎂合金化學(xué)鍍鎳工藝，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

280～1200砂紙由粗到細逐級打磨、拋光后待用。

1.2　化學(xué)鍍鎳前處理工藝

前處理工藝流程為:超聲波清洗※堿洗※酸洗※活化,各步之間采用蒸餾水沖洗。

本試驗各工藝選用的處理液組成及操作條件如下:①超聲波清洗除油,丙酮,室溫下超聲波清洗10min;②堿洗除脂,60g/LNaOH,15g/LNa3PO4·12H2O,溫度60℃,時間10min;③酸洗除銹,由于傳統(tǒng)的化學(xué)鍍鎳酸洗工藝中含有CrO3,不符合環(huán)保的要求,因此在大量試驗的基礎(chǔ)上選擇在20ml/LH3PO4+5g/L鉬酸氨溶液中室溫酸洗10s以去除鎂合金表面的氧化物;④活化,采用40%HF活化鎂合金表面以進一步去除工件表面的氧化物及酸洗后附在樣品上的殘留物,活化溫度為室溫,時間8～10min。1.3　正交試驗確定化學(xué)鍍Ni-P工藝

鍍液中主鹽和還原劑是影響化學(xué)鍍順利進行的重要因素,除此之外,最重要的組分就是絡(luò)合劑。目前常用的絡(luò)合劑主要是一些脂肪族羧酸及其取代衍生物,如丁二酸、檸檬酸、乳酸、蘋果酸及甘氨酸等及其鹽類[3]。絡(luò)合劑為乳酸時,沉積速率大,但鍍層粗糙,鍍液使用壽命也比較短。使用檸檬酸鹽為絡(luò)合劑時,溶液穩(wěn)定,隨著檸檬酸濃度的增加,鍍層中磷

[4]

的質(zhì)量分數(shù)可達9%～14%。通過查閱文獻[5-8]

##

式中:v為鍍速,μm/h;m0為鍍前試樣的質(zhì)量,g;m1為鍍后試樣的質(zhì)量,g;ρ為鍍層密度取7.8g/cm;

A為試樣鍍覆表面積,cm2;t為施鍍時間,h。

腐蝕試驗采用常溫浸泡法。室溫下試樣放入3.5%NaCl溶液中腐蝕14h以后,取出用蒸餾水和無水乙醇清洗,用濾紙吸收水分,干燥后用萬分之一電子天平稱重。按失重法計算腐蝕速率:

612G0=

ρ×A×t

式中:G0為腐蝕速率,μm/h;m1為腐蝕前試樣的質(zhì)量,g;m2為腐蝕后試樣的質(zhì)量,g;A為試樣的表面積,m;t為腐蝕時間,h。

采用HVX-1000顯微硬度計測試鍍層硬度,載荷1.96N,每個試樣測5個點,取平均值。鍍層表面及截面形貌用JOELJSM-6460LV型掃描電鏡觀察,磷含量及成分變化用能譜儀(EDX)測量。利用X射線衍射儀對鎂合金表面鍍層結(jié)構(gòu)進行分析。

2

3

2　結(jié)果與討論

2.1　前處理工藝

AZ91D鎂合金的顯微組織(如圖1所示)由基體α(Mg)相和晶界的β(Mg17Al12)相組成。由于兩相之間存在電位差,因此很容易形成微電池而發(fā)生腐蝕

。

和前期試驗結(jié)果,選擇檸檬酸作主絡(luò)合劑,考慮到鍍速及成本等因素,選擇乳酸作為輔助絡(luò)合劑。這樣確定正交試驗的三因素為主鹽(NiSO4·6H2O)、還原劑(NaH2PO2·H2O)和乳酸,采用L9(34)正交試驗表進行試驗(見表2)。鍍液的其它組成及工藝條件為:15g/L檸檬酸,20g/L乙酸鈉,15ml/LHF(40%),10g/LNH4HF2,穩(wěn)定劑適量,濃氨水調(diào)pH至6.0,施鍍溫度85℃,施鍍時間1h。

表2　正交試驗的因素和水平表

因素

水平123

NiSO4·6H2O

g/L202530

NaH2PO2·H2O

g/L202530

乳酸ml/L152535

[7,8]

圖1　AZ91D鎂合金的顯微組織

目前廣泛采用的鉻酸酸洗工藝對鎂合金腐蝕較嚴重,且具選擇性,易造成表面凸凹不平,與HF反應(yīng)生成的氟化膜難以達到均勻。雖然粗糙界面由于

更多的結(jié)合點和更大的機械互鎖作用,能提高鍍層與基體間的結(jié)合力,但是鍍層結(jié)合的致密程度對結(jié)合力的影響作用更為顯著[9]。本工作采用磷酸+鉬酸銨進行緩和酸洗,酸洗之后鎂合金基體表面形貌如圖2(a)所示,酸洗過程沒有對鎂合金基體造成過腐蝕,酸洗后表面呈現(xiàn)平整的鱗片狀。

HF酸活化后在鎂合金表面生成了一層均勻

4

1.4　鍍層性能測試

鍍層的沉積速率由增重法測定。

v=

10ρ×A×t

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