AZ31B镁合金微弧氧化陶瓷层化学镀镍工艺及耐蚀性研究

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镁合金微弧氧化处理后生成的陶瓷层改善了镁合金的腐蚀性能,但陶瓷层本身的绝缘特性限制了其在通讯、电子等行业的应用范围。镁合金微弧氧化/化学镀镍复合处理既解决了陶瓷层表面导电性,又可防止镁与镍的直接接触产生电偶腐蚀,引起镁合金基体的严重破坏。本文研究了柠檬酸浓度、pH值及添加剂种类对化学镀镍层的生长特性及膜层性能(结合力、硬度)的影响,通过极化曲线和中性盐雾试验分别分析了复合镀层的电化学腐蚀特性及耐蚀性能。结果表明:(1)镁合金微弧氧化陶瓷层主要相组成为MgO和Mg2SiO4,陶瓷层表面粗糙度Ra值在0.4874μm,微弧氧化孔径大小约为2.26μm,氧化层孔隙率为17.39%。经由活化处理后Mg元素含量为46.38%,O元素含量为43.15%,Si元素的元素占比为8.9%,Pd元素含量为1.57%.样品表面的Pd元素提供分布较为均匀的催化活性中心,能够使化学反应初期稳定,保持化学镀镍良好的均镀特性。(2)化学镀镍的最终工艺条件:NiCO3·2Ni(OH)2·4H2O 10g/L,NaH2PO2·H2O 20g/L,C6H8O7·H2O 7.5g/L,C18H29NaO3S 25ml/L,C4H6O2 23ml/L,CdSO4 lmL/L,溶液温度在80±2℃,在该工艺条件下制备的镀层表面致密均匀,具有细小的镍磷胞状组织,无缺陷存在。(3)化学镀镍层在添加剂的作用下形成小尺寸颗粒在大颗粒表面以及分界线均匀堆积的生长形貌,镍磷合金层与微弧氧化层呈现机械嵌合,在界面处结合紧密。镀层硬度为884.5HV0.01,膜基结合力为18.5N,腐蚀电位相较于镁合金提高了 1.0V,腐蚀电流密度提高了2个数量级,耐盐雾时间达600h以上,Ni-P合金镀层的磷含量为16.63wt%。(4)添加剂的加入改变了复合镀层在盐雾气氛中的腐蚀过程,普通镀层在盐雾试验中呈现出点状腐蚀,镀层表面出现腐蚀后沿镀层纵向深入基体,在短时间内穿透化学镀镍层和微弧氧化层从而腐蚀基体,而加入添加剂后先在镀层表面扩展腐蚀,出现黄褐色锈状表面,不断腐蚀表面镀层,直至出现表面严重缺陷,点蚀腐蚀到基体后发生电化学腐蚀,腐蚀加剧,镀层防护失效。
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