【摘要】：材料的耐蝕性直接關(guān)系到材料制品的使役安全性和使用壽命。鋁合金具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、成形加工性優(yōu)等性能優(yōu)勢,被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。然而,焊接性、耐蝕性及裝飾性差等主要缺陷決定了表面處理技術(shù)在鋁合金制品成形制造環(huán)節(jié)的重要地位。因此,研究鋁合金表面改性技術(shù),對于拓展鋁合金應(yīng)用領(lǐng)域具有重要意義。本文以6063鋁合金擠壓型材為研究對象,以研究開發(fā)新型Ni-P高速光亮化學(xué)鍍技術(shù)為研究目標(biāo),經(jīng)功能添加劑篩選、鍍液配方及施鍍參數(shù)系統(tǒng)優(yōu)化,成功開發(fā)出Ni-P二元合金鍍層高速沉積技術(shù),實(shí)現(xiàn)了均勻、致密,呈鏡面光亮,與基體結(jié)合牢固,同時(shí)具有較強(qiáng)的腐蝕防護(hù)能力的鍍層的制備。論文主要研究工作及成果如下:(1)Ni-P化學(xué)鍍鍍液有效成分篩選乳酸和檸檬酸在發(fā)揮絡(luò)合作用的同時(shí)均能有效提高鍍速,其中檸檬酸的加速效應(yīng)更為明顯。乙酸鈉、乙酸銨均具有良好的鍍液緩沖能力,因而能顯著提高鍍速,但兩者均會降低鍍層表面光亮度。對比研究苯亞磺酸鈉、糖精鈉、光亮劑C、吡啶、光亮劑D、乙酸鉛對Ni-P化學(xué)鍍施鍍效果的影響規(guī)律發(fā)現(xiàn):在不降低鍍速的情況下,光亮劑C、光亮劑D及乙酸鉛增亮效果顯著,光亮劑C和光亮劑D復(fù)合使用施鍍效果更好。(2)Ni-P化學(xué)鍍鍍液配方及施鍍參數(shù)優(yōu)化基于鍍液有效成分篩選結(jié)果,以鍍層光亮度、鍍速、鍍層硬度、鍍層成分及表面均勻性等作為主要評價(jià)指標(biāo),系統(tǒng)考察了鍍液各組分及施鍍參數(shù)對施鍍效果的影響規(guī)律,獲得了化學(xué)鍍最佳鍍液配方及施鍍參數(shù):硫酸鎳(NiSO_4·6H_2O)40g/L,乙酸鈉(CH_3COONa)40g/L,檸檬酸(C_6H_8O_7)1g/L,硫脲(H_2NCSNH_2)1.5mg/L,光亮劑C 4.5mg/L,光亮劑D 25mg/L,次亞磷酸鈉(NaH_2PO_4·H_2O)70g/L;鍍液pH=5.5,施鍍溫度80℃。最佳工藝對應(yīng)鍍層沉積速率為17.5 mg/cm~2·h,光亮度值為438GU。(3)典型試樣性能及成分分析對鍍層試樣分別進(jìn)行SEM、EDS分析,動電位極化(PDP)及鍍層/基體結(jié)合力測試。結(jié)果表明:鋁合金基體被鍍層完整覆蓋,且鍍層致密,無小孔、裂隙等微觀缺陷,光亮劑的加入有利于細(xì)化鍍層組織,使鍍層晶胞尺寸更小,表面更平整;最佳鍍層P含量6.4wt%,屬中磷鍍層;在3.5wt%NaCl測試介質(zhì)中,與空白試樣相比,最佳鍍層試樣、普通亞光鍍層試樣對應(yīng)E_(corr)分別正移694mV、656mV,i_(corr)分別下降至0.13%、2.58%,表明鍍層能顯著改善鋁合金的耐蝕性能,且光亮鍍層耐蝕性更佳;鍍層與基體結(jié)合良好。最佳配方鍍液成本與市售工業(yè)生產(chǎn)鍍液成本相差無幾。對兩者工藝效果進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn),最佳配方鍍液施鍍效果更優(yōu),因此應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)具有較好前景。該鍍液不含危險(xiǎn)成分,具有良好的安全環(huán)保性。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG174.4
【圖文】：

應(yīng)機(jī)理進(jìn)行解釋；對鍍液成本進(jìn)行評估。1.5.2 研究特色（1）本文對待篩選的光亮劑進(jìn)行了詳細(xì)性能分析比較，掌握了這幾種光亮劑對施鍍效果的影響規(guī)律。（2）在大量實(shí)驗(yàn)探索的基礎(chǔ)上，筆者成功開發(fā)出鋁合金 Ni-P 高速光亮化學(xué)鍍鍍液新配方，該配方不僅鍍液穩(wěn)定，而且能夠成倍提高 Ni-P 二元合金在鋁基表面的沉積速率，獲得優(yōu)質(zhì)鏡面光亮鍍層。本文系統(tǒng)分析了該鍍液有效成分及鍍液初始 pH 值、施鍍溫度對Ni-P 施鍍效果的影響規(guī)律，以及最佳配方鍍液及最佳施鍍參數(shù)對應(yīng)鍍層的成分、結(jié)構(gòu)、結(jié)合力和腐蝕電化學(xué)性能分析結(jié)果。1.6 論文研究技術(shù)路線

提：載荷力過小，硬度計(jì)在鍍層上留下的利于讀取數(shù)據(jù)；載荷力過大，硬度計(jì)則容復(fù)測試，本文硬度測試載荷力（P）大小選微觀形貌不平整（胞狀物明顯，凹凸不平）為避免此情況發(fā)生，需要在測試硬度前用同的位置硬度有所差別，為使測試結(jié)果更點(diǎn)，結(jié)果取各點(diǎn)測試結(jié)果的算術(shù)平均值。維HV=2Psin(β/2)d2=1.854Pd2d=L/K 硬度值，kgf/mm2；β為四棱角椎體兩個(gè)向，gf；d 為壓痕對角線長度的平均值，mmm；K 為物鏡的放大倍率（×40）。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2729629