论文部分内容阅读
镁及镁合金（如AZ91D）具有密度小、比强度高、尺寸稳定性好及良好的磁屏蔽性等一系列特性,正成为现代高新技术领域中最有希望的材料,其性能优于铝基合金。它以其优异的力学性能、物理性能已经广泛应用于航空航天、汽车工业、电子工业等领域。然而,镁合金的耐蚀性和耐磨性差使其应用受到了制约。如何解决这个问题,一直是人们所关注的课题。化学镀镍是近年来广泛运用的一种表面处理方法,其镀层具有结构致密、厚度均匀、硬度高、耐蚀耐磨性好等优点。但在镁合金化学镀镍的工艺中,酸性和碱性镀液都会对镁合金基体造成严重的腐蚀,直接影响镀层的性能。因此,怎么样减小镀液对基体的腐蚀是一个很重要的研究方向,然而对镁基体腐蚀较小的中性化学镀液报道却不多。本文研究了PH值为6.5～7的中性镀液中的镁合金化学镀Ni-P的工艺、镀层性能和相结构,并且在前处理液中没有加入CrO3,不会产生对人体有害的Cr6+,减轻了对环境的压力。本文研究了无铬预处理和中性镀液中化学镀Ni-P合金工艺,利用金相显微镜和Axiovert25CA（Zeiss）光学图像分析仪观察镀层的组织和表面形貌及其显微组织,发现镀层表面呈球胞状堆积,胞与胞之间结合较紧密,大胞由若干个“变形”的小胞组成。用WS-97型声发射划痕仪进行划痕试验测定镀层的结合强度,可以看出镁合金基体上化学镀Ni-P镀层的Fc大约为40-60N,镀层与基体结合良好。用电子天平称重并计算镀速,发现主盐浓度、还原剂的浓度、络合剂和温度都会影响镀层的沉积速度。用GDS（辉光放电光谱分析仪）测定镀层成分分布和X射线衍射（XRD）检测相结构,得出镀层磷含量在9.5%～11%之间,X射线衍射分析曲线呈“馒头”状,具有典型非晶态合金的衍射图样,说明镀层呈非晶态结构。用磨损试验仪测得Ni-P合金镀层与GCr15钢珠对磨的平均摩擦系数较AZ91D镁合金基摩擦系数有较大减小,经过回火后镀层硬度提高,摩擦系数进一步减小。磨痕形貌表明,镁合金基体在干摩擦条件下的承载能力很差,磨损比较严重,磨痕较宽,并且有多处小块剥落和大量的平行犁沟。经化学镀镍磷后,点蚀略多,磨痕浅而窄,犁沟则浅而细小,耐磨性有所提高。经过400℃回火,犁沟和粘着脱落现象不明显,只是轻微的擦伤,说明Ni-P镀层回火后耐磨性能良好。电化学测试表明经过化学镀镍处理后的镁合金试样,在3.5%NaCl水溶液中,其耐蚀性得到了很大的提高,镀镍层的自腐蚀电位为-615mv,比镁合金基体的自腐蚀电位上升了843mv。与原始镀层相比,回火热处理后随着温度的提高,自腐蚀电位呈现先上升后急剧下降的特征。200℃回火后自腐蚀电位提高,钝化现象也很明显,耐腐蚀性能加强;经过300℃、400℃回火后自腐蚀电位下降,耐腐蚀性明显减弱。盐雾测试发现镁合金化学镀镍层连续喷雾8小时未见有明显的腐蚀斑点,耐腐蚀性能良好。喷雾时间达到20小时,镀层局部出现了腐蚀,尤其是试样边缘,有很多白色棉花状腐蚀产物出现。