PDF《AZ91D 镁合金表面化学转化处理及镀镍》

1 Composition and operating conditions of ASTM B480-88 pretreatment 程序 成分 条件 碱洗 NaOH 15g/L 85-95℃ Na2CO3・10H2O 22.5g/L 10min 酸洗 CrO3 180g/L 室温(20℃) 充分搅拌,10min 活化 HF(40%) 385ml/L 室温(20℃) 充分搅拌,10min 经多次实验证明, 前处理过程对后期化学镀镍的质量有较大的影响. 如样品有划痕或不 平整,则镀镍层会出现颜色较暗、斑纹、镀层不均匀等现象.因此,如果前处理不合格,化 学镀镍的效果不理想. 直接化学镀镍的溶液成分和操作条件见表 2. 表2直接化学镀镍的溶液成分和操作条件 Table

2 Composition and operating conditions of direct electroless nickel plating 成分 用量 操作条件 Ni(CH3COO) 2・4H2O 15-18.75g/L NaH2PO2・H2O 18-22g/L pH=6.5-7.0 KIO3 20mg/L 80-90℃ 恒温水浴 NH4HF 10-20g/L 90min NaCH3COO・3H2O 15-30g/L C6H8O7 5-15g/L 2.3 镁合金的化学转化膜及转化膜上镀镍 化学转化膜作为金属表面防护涂层的一种, 已经成为一类专门的工艺技术, 无论在理论 基础还是实际应用上都有它独特的方面. 化学转化膜是指材料在人为选定的介质中, 由于热 力学上的不稳定性, 自发的从活性金属转化为相应的钝态化合物, 而且表层金属的这种自身 转化能够生成附着牢固、在水和给定介质中难溶的稳定化合物,这层化合物即化学转化膜. 化学转化膜作为金属的防护层, 其防护功能主要是依靠减低金属本身的化学活性、 提高它在 环境介质中的热力学稳定性和表面转化产物对环境介质的隔离作用. 一般来说, 化学转化膜 的防护功效主要取决于以下四个因素:(a) 受转化金属的本性;

(b) 化学转化膜的类型、成 分和结构;

(c) 转化膜与基体的结合强度和空隙率;

(d) 材料的工作环境.同其它的防护涂 层相比,化学转化膜的防护功效不是十分显著,往往不足以使金属得到有效的防护,因此, http://www.paper.edu.cn -3- 金属在化学转化处理之后, 通常都需要补以其它的防护措施. 镁合金的化学转化主要包括铬 酸盐转化、磷酸盐转化、高锰酸盐转化、稀土盐溶液的转化和锡酸盐转化等[6] ,由于受转化 膜本身多孔的结构和镁合金自身活性的限制,化学转化膜自身很难对其起到理想的防护作 用,但其多孔的结构可作为金属镀层的底层,提高镀层与基体的结合强度.如果能将镁合金 的化学转化膜和化学镀镍二者很好的结合, 不但可以解决化学转化膜防护能力差的问题, 还 可以降低阴极性防护涂层与镁合金基体之间的电位差, 避免阴极性涂层破坏之后产生加速的 电偶腐蚀.样品尺寸为 10mm*10mm*3mm.用水磨砂纸从 400grit 依次打磨至 1200grit;

然 后用蒸馏水清洗 5min,在丙酮溶液内清洗 5min 后晾干,然后置于干燥器内待用. 化学转化处理的主要成分为锡酸盐和焦磷酸盐的碱溶液,溶液成分和处理条件见表 3. 表3化学转化处理的溶液成分和操作条件 Table

3 Composition and operating conditions of chemical conversion treatment 成分 用量 操作条件 NaOH 8-12g/L 60min Na2SnO3・3H2O 45-55g/L 90℃ NaCH3COO・3H2O 8-12g/L 充分搅拌 Na4P2O7 45-55g/L 化学转化处理后的样品经水洗后直接放入表

2 所示的镀镍溶液中, 处理条件与直接化学 镀镍相同. 3.实验结果与分析 3.1 样品的表面与截面形貌 3.1.1 镀镍层的形貌 图1直接化学镀镍层的表面(a)和截面(b)形貌 Fig.1 Surface(a) and cross section morphologies of direct electroless nickel plating 施镀 1.5h 后镀层的形貌如图