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本文以AZ91D镁合金为实验材料,确定了符合工业化生产特点的直接化学镀镍磷合金及电镀光亮镍的工艺流程。通过实验研究确定了各工序配方。运用正交实验优化了镁合金镀镍的施镀参数。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDX)分析了镀层的显微结构,运用胶带法、全浸法等测试手段测试了镀层性能。研究结果如下:
镁合金镀镍的工艺流程为:预磨试片→丙酮清洗→碱洗→酸洗→活化→化学镀Ni-P→电镀镍(各步间水洗)。
酸洗配方为:CrO3125g·L-1,HNO3(68%)110ml·L-1的溶液中,温度为20℃,机械搅拌,酸洗0.5min。活化配方为:H3PO4(85%)100ml·L-1,NH4HF227g·L-1的溶液,温度20℃,活化时间10min。
施镀的最佳工艺参数为:化学镀镍磷合金温度为80℃,pH值为6,施镀时间为1.5h,C6H8O7·H2O浓度为5g·L-1,NiCO3·2Ni(OH)2·4H2O浓度为15g·L-1,主盐和还原剂的配比约为0.33。
电镀光亮镍的施镀温度为50℃,pH值为4,电流强度:5A·dm-2,NiSO4浓度为250g·L-1,NiCl2浓度为50g·L-1,H3BO3浓度为35g·L-1,香豆素浓度为0.2g·L-1,十二烷基硫酸钠浓度为0.1g·L-1,糖精浓度为1.0g·L-1,1,4-丁炔二醇浓度为0.4g·L-1。
在最佳条件下得到的镀层具有良好的表面形貌,化学镀层中的磷含量为5.0~8.9%,为晶态+非晶态结构,镀层与基体间的结合力强,其耐腐蚀性比镁合金基体明显提高。电镀镍层获得光亮,平整,结合力和耐蚀性均更好的镀层。
本实验确定的化学镀镍工艺配方得到的镍镀层外观良好,平滑光洁,无孔蚀和起皮,在硬度、耐腐蚀和装饰性等方面弥补了镁合金基体的缺陷,且工艺流程清楚,配置简单,进一步成熟后能够用于工业生产。