| 【摘要】： 镁合金是21世纪的绿色工程材料,由于其优异的性能,在汽车、航空、电子、通讯等领域正得到日益广泛的应用。但是镁合金的化学性质非常活泼、耐腐蚀性差,这成为制约镁合金进一步开发应用的关键因素之一。电镀是增强镁合金耐腐蚀性能最有效的表面处理方法之一,传统的电镀工艺存在镀层结合力不强、防腐蚀作用有限、使用了对体健康危害大的氰化物等缺点。因此,本文研究无氰低毒、镀层结合力强、耐蚀性好的电镀新工艺,即先预电镀镍再电镀Cu/Ni/Cr组合镀层,提高镁合金产品的防腐蚀能力和装饰效果。 本论文研究了镁合金预电镀镍的关键步骤浸锌对预电镀镍层性能的影响:提出了预电镀镍层在镁合金表面的初始沉积机理:研究了预电镀镍工艺条件对预电镀镍层性能的影响,确立了最佳的镁合金预电镀镍配方与操作条件:利用研发的电镀工艺对镁合金摩托车零部件进行了产品试验。研究结果表明: 1.镁合金浸锌时间控制在30-90 s之间,表面形成夹杂Mg(OH)_2和MgF_2膜的浸锌层,这种不完全的锌膜使基底在电镀镍溶液中的自腐蚀电势升高,自腐蚀电流降低,避免了粗糙、疏松的置换镍层的形成,有利于获得结合力好、孔隙率低的预电镀镍层。 2.浸锌后的镁合金预电镀镍时,基底表面在未被镍层完全覆盖前,同时存在镍的电沉积和置换沉积过程。控制镍的置换沉积速率,是获得结合力强、孔隙率低的预电镀镍层的关键因素。 3.最佳的镁合金预电镀镍配方及操作条件为:硫酸镍(NiSO_4·6H_2O) 100-120 g·dm~(-3),氟离子(F~-)1.2-1.5 mol·dm~(-2),柠檬酸铵(NH_4)_3C_6H_5O_7 5g·dm~(-3),糖精钠(C_7H_4NNaO_3S·2H_2O)3 g·dm~(-3),pH=4.8-5.4,阴极电流密度2.0-4.0A·dm~(-2),温度45-55℃,电镀时间25-30 min。 4.对于形状简单的镁合金工件,预电镀镍再电镀Cu/Ni/Cr组合镀层,最终镀层的结合力强、耐蚀性好。利用该工艺对形状较复杂的镁合金工件电镀时,在深孔和凹槽表面难以获得满意的施镀效果。而对于预化学镀镍再电镀Cu/Ni/Cr组合镀层的工艺,工件的几何形状对施镀效果影响很小,无论形状简单还是复杂的镁合金工件,都可以获得良好的防腐蚀性能和装饰效果。但是,预化学镀镍溶液的稳定性和使用寿命有待改善。 |
