6063铝合金挤压型材Ni-P高速光亮化学镀技术研究

发布时间：2020-06-26 01:37

【摘要】：材料的耐蚀性直接关系到材料制品的使役安全性和使用寿命。铝合金具有质量轻、强度高、成形加工性优等性能优势,被广泛应用于各行各业。然而,焊接性、耐蚀性及装饰性差等主要缺陷决定了表面处理技术在铝合金制品成形制造环节的重要地位。因此,研究铝合金表面改性技术,对于拓展铝合金应用领域具有重要意义。本文以6063铝合金挤压型材为研究对象,以研究开发新型Ni-P高速光亮化学镀技术为研究目标,经功能添加剂筛选、镀液配方及施镀参数系统优化,成功开发出Ni-P二元合金镀层高速沉积技术,实现了均匀、致密,呈镜面光亮,与基体结合牢固,同时具有较强的腐蚀防护能力的镀层的制备。论文主要研究工作及成果如下:(1)Ni-P化学镀镀液有效成分筛选乳酸和柠檬酸在发挥络合作用的同时均能有效提高镀速,其中柠檬酸的加速效应更为明显。乙酸钠、乙酸铵均具有良好的镀液缓冲能力,因而能显著提高镀速,但两者均会降低镀层表面光亮度。对比研究苯亚磺酸钠、糖精钠、光亮剂C、吡啶、光亮剂D、乙酸铅对Ni-P化学镀施镀效果的影响规律发现:在不降低镀速的情况下,光亮剂C、光亮剂D及乙酸铅增亮效果显著,光亮剂C和光亮剂D复合使用施镀效果更好。(2)Ni-P化学镀镀液配方及施镀参数优化基于镀液有效成分筛选结果,以镀层光亮度、镀速、镀层硬度、镀层成分及表面均匀性等作为主要评价指标,系统考察了镀液各组分及施镀参数对施镀效果的影响规律,获得了化学镀最佳镀液配方及施镀参数:硫酸镍(NiSO_4·6H_2O)40g/L,乙酸钠(CH_3COONa)40g/L,柠檬酸(C_6H_8O_7)1g/L,硫脲(H_2NCSNH_2)1.5mg/L,光亮剂C 4.5mg/L,光亮剂D 25mg/L,次亚磷酸钠(NaH_2PO_4·H_2O)70g/L;镀液pH=5.5,施镀温度80℃。最佳工艺对应镀层沉积速率为17.5 mg/cm~2·h,光亮度值为438GU。(3)典型试样性能及成分分析对镀层试样分别进行SEM、EDS分析,动电位极化(PDP)及镀层/基体结合力测试。结果表明:铝合金基体被镀层完整覆盖,且镀层致密,无小孔、裂隙等微观缺陷,光亮剂的加入有利于细化镀层组织,使镀层晶胞尺寸更小,表面更平整;最佳镀层P含量6.4wt%,属中磷镀层;在3.5wt%NaCl测试介质中,与空白试样相比,最佳镀层试样、普通亚光镀层试样对应E_(corr)分别正移694mV、656mV,i_(corr)分别下降至0.13%、2.58%,表明镀层能显著改善铝合金的耐蚀性能,且光亮镀层耐蚀性更佳;镀层与基体结合良好。最佳配方镀液成本与市售工业生产镀液成本相差无几。对两者工艺效果进行比较发现,最佳配方镀液施镀效果更优,因此应用于工业生产具有较好前景。该镀液不含危险成分,具有良好的安全环保性。
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG174.4
【图文】：

技术路线图,镀液,施镀,光亮剂

应机理进行解释；对镀液成本进行评估。1.5.2 研究特色（1）本文对待筛选的光亮剂进行了详细性能分析比较，掌握了这几种光亮剂对施镀效果的影响规律。（2）在大量实验探索的基础上，笔者成功开发出铝合金 Ni-P 高速光亮化学镀镀液新配方，该配方不仅镀液稳定，而且能够成倍提高 Ni-P 二元合金在铝基表面的沉积速率，获得优质镜面光亮镀层。本文系统分析了该镀液有效成分及镀液初始 pH 值、施镀温度对Ni-P 施镀效果的影响规律，以及最佳配方镀液及最佳施镀参数对应镀层的成分、结构、结合力和腐蚀电化学性能分析结果。1.6 论文研究技术路线

微观形貌,硬度计,载荷力

提：载荷力过小，硬度计在镀层上留下的利于读取数据；载荷力过大，硬度计则容复测试，本文硬度测试载荷力（P）大小选微观形貌不平整（胞状物明显，凹凸不平）为避免此情况发生，需要在测试硬度前用同的位置硬度有所差别，为使测试结果更点，结果取各点测试结果的算术平均值。维HV=2Psin(β/2)d2=1.854Pd2d=L/K 硬度值，kgf/mm2；β为四棱角椎体两个向，gf；d 为压痕对角线长度的平均值，mmm；K 为物镜的放大倍率（×40）。

【参考文献】