AZ31镁合金表面化学镀镍工艺研究

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AZ31

第21卷第4期2009年7月

腐蚀科学与防护技术

Vo.l21No.4Ju.l2009

AZ31镁合金表面化学镀镍工艺研究

石西昌,杨慧兰,肖湘,徐徽,陈白珍,杨喜云

中南大学冶金科学与工程学院,长沙410083

摘要:研究了在AZ31镁合金表面直接化学镀镍工艺,得到了镀液的最佳配方,镀液的成分为25g/LNiSO4 6H2O、25g/L次亚磷酸钠、15g/L柠檬酸、10g/LNH4F、1mg/L硫脲.在温度为85 、pH=9 0、反应时间1小时条件下可以在AZ31镁合金表面得到性能良好的Ni P合金化学镀层,镀层厚度超过10 m.用SEM、XRD和EDS研究了镀层的形貌和物相组成;在3 5%NaCl水溶液中通过测定Tafel极化曲线研究了镀层的耐腐蚀性能.结果表明,Ni P镀层比基体AZ31镁合金的耐腐蚀性能有极大的提高.关键词:AZ31镁合金;化学镀;Ni P;耐蚀性

中图分类号:TG174 4 文献标识码:A 文章编号:1002 6495(2009)04 0370 04

ELECTROLESSNICKELPLATINGONAZ31MAGNESIUMALLOYSURFACE

SHIXi chang,YANGHui lan,XIAOXiang,XUHu,iCHENBai zhen,YANGXi yun

SchoolofMetallurgicalScienceandEngineering,CentralSouthUniversity,Changsha410083

Abstract:ItwasstudiedthattheprocessofdirectelectrolessplatingonthesurfaceofAZ31magnesium

alloy.TheoptimumformulaofthebathisNiSO4 6H2O25g/L,NaH2PO2 H2O25g/L,citricacid15g/L,NH4F10g/Landthiourea1mg/L.ThegoodelectrolessplatedcoatingconsistedofNi Pwasob tainedinthebathwithpH=9 0at85 for1hour.Thethicknessoftheelectrolessplatingismorethan10 m.Themorphologyofthenickel phosphoruscoatingwasstudiedusingSEM.ItsphaseconstituentandcompositionwereexaminedbyXRDandEDS.Thecorrosionbehaviorofthenickel phosphoruscoat ingwasstudiedbyTafelpolarizationina3 5%NaClsolution.Theresultsshowedthatnickel phosphoruscoatingshadasignificantlybettercorrosionresistancethanAZ31.Keywords:AZ31magnesiumalloy;electrolessplating;Ni P;corrosionresistance

由于全球化的能源危机以及社会和环境的需求,在汽车领域需要引进更多的轻质结构材料.铝合金作为一种轻质结构材料,已经被广泛地应用于汽车及其他领域.同样作为轻质结构材料的镁合金,具有比铝合金重量更轻的优良特点,但是到目前为止,镁合金的应用仍然没有铝合金应用广泛,主要原因是镁合金的开发不够[1]、镁合金的成型相对困难[2]、以及镁合金的耐腐蚀性能很差[3,4].尤其是镁合金的耐蚀性能差是影响镁合金应用的最关键的因素之一.镁是极活泼的金属,标准电极电位很负,为-2 36V,活性高,在空气中很容易被氧化,生成疏松、防护性能差的氧化膜,导致镁合金耐蚀性、耐磨性能及耐高温性能差,这一直是制约镁合金材料广泛使用的主要因素,因此镁合金工件在使用之前必须采取有效防护处理[5~7].镁合金表面进行耐腐蚀处理的方法很多[8],如在镁合金表面生成化学转化膜等[9],每种处理

方法都有其优缺点[10].

镁合金化学镀镍是镁合金防护中较为有效的表面处理方法之一,镍磷合金化学镀技术具有许多优点,如镀层均匀,无需电流,工艺简便,成本低等,且化学镀镍层具有镀层厚度均匀、镀层致密、耐蚀性好、硬度高、耐磨性好、有很好的可焊性和可抛光性等优点,能够在形状复杂的铸件上得到厚度均匀的镀层,因此是一种理想的表面处理方法[11~15].

本文研究了通过化学镀镍在AZ31镁合金上形成一层Ni-P保护膜的工艺,对在该工艺下形成的镀层的表面形貌、镀层成分、镀层与基体的结合力和耐蚀性等进行了研究.

1实验方法

1 1实验样品的制备

实验采用AZ31铸造镁合金,其化学成分为(mass%):96 1Mg,2 99A,l1 77Zn,0 04Mn,<0 1的其它元素.首先把镁合金切割成20mm!20mm!5mm的试样,然后依次用280,400,600,1000,1500号水磨砂纸打磨,再经过除油、水洗等步骤,制成化学镀镍用的实验样品.

除油工艺条件为:37g/L氢氧化钠(NaOH),10g/L磷a3PO4 H2O温度为65~ ,10m.

收稿日期:2008 01 15初稿;2008 03 11修改稿基金项目:国家科技攻关项目(2005BA639C)

作者简介:石西昌(1969-),男,博士,副教授,从事冶金物理化学和

材料化学研究.

Te: ai:lichiyahoo.co

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