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本文论述了Ni-P化学镀和Ni-P-SiC复合化学镀的反应机理,并对化学镀反应的热力学和动力学进行了分析。针对铝合金(YL12)及镁合金(AZ91)基体材料,得到了适宜的前处理和化学镀镍配方(JXD),镀液配方在大量调研的基础上,侧重非主盐成分的选择,采用了复合络合剂、促进剂及缓冲剂组合,并且通过实验和性能表征,研究了工艺与镀层性能的规律,主要的研究结果如下:(1)采用碱性-酸性双溶液体系化学镀镍磷合金工艺,研究出了适合铝合金(YL12)和镁合金(AZ91)化学镀镍磷合金的溶液配方(JXD)和相应的工艺。碱性预镀镍磷合金:NiSO4·6H2O 30g/L ,NaH2PO2·H2O 25g/L,(NH4)3C6H2O7 100g/L,pH8.2,温度65℃,时间6min。酸性镀镍磷合金:NiSO4·6H2O 30g/L ,NaH2PO2·H2O 25g/L,(NH4)3C6H2O7 10g/L,C3H6O3 30ml/L,NaAC 10g/L,pH值5.0,温度85℃。化学镀时间根据具体厚度而定。(2)采用“JXD”镀液配方得到的Ni-P镀层为非晶态高磷镀层,具有较高的耐盐雾腐蚀性;磷含量大于12%,显微硬度达到670HV,均高于普通高磷镀层;镀层的表面形貌受pH的影响较大,镀层的胞状结构尺寸随着pH的增加而增大。(3)研究表明:浸锌是铝合金化学镀镍磷合金工艺中的关键步骤之一,浸锌的溶液配方和工艺参数为:ZnSO4 40g/L,NaOH 90g/L,NaF 1g/L,Fecl3 1g/L, KNaC4O4H4O6 10g/L,温度42℃,一次浸锌时间90s,二次浸锌时间18s,在此条件下得到的浸锌层较为均匀致密,呈现浅灰色。(4)“JXD”镀液同样适用于AZ91镁合金;通过PdCl2加速实验测定镀液稳定性大于25min;镀液使用寿命为5MTO。(5)与黎明航天发动机公司实际应用配方镀层对比得出“JXD”配方镀层致密,均匀,硬度高。利用扫描电镜和能谱仪等现代分析工具,对“JXD”配方Ni-P镀层的成分、组织结构、显微硬度、稳定性、耐盐雾腐蚀及摩擦磨损性能等作了研究。结果表明:(6)镀态下镀层呈典型的非晶态结构;热处理温度达到500℃时呈现明显晶态结构,晶体产物为Ni和Ni3P。(7)热处理对镀层耐蚀性有很大的影响,热处理温度在100200℃或高于450℃时,镀层耐蚀性明显提高;200450℃为高腐蚀热处理温度区。(8)热处理温度低于200℃时,随着热处理温度的升高,镀层的硬度略微降低;200300℃时,显微硬度随温度升高而缓慢升高;温度超过300℃时,镀层的硬度随热处理温度的升高出现陡增。(9)SiC微粒在非真空长时间放置易发生团聚,高剪切分散控制粒径13μm后,SiC微粒才能较好的吸附沉积在镀层表面,形成Ni-P-SiC化学复合镀层。(10)镀层的硬度、SiC颗粒良好的润滑性是影响镀层耐磨性的重要因素。Ni-P-SiC化学复合镀层的摩擦系数最小(0.2),耐磨性最好;Ni-P化学镀层的耐磨性明显优于铝合金(YL12);经过500℃热处理后,镀层耐磨性有所提高;经过144小时盐雾腐蚀后镀层耐磨性明显降低。