前处理工艺对镁合金化学镀Ni-P质量的影响

采用扫描电镜和性能检测的方法,分析了表调、活化和浸锌等前处理工艺对镁合金化学镀Ni-P质量的影响.结果表明,表调可使晶界凸出于α-Mg基体,降低镁合金的表面粗糙度,提高化学镀层的结合强度.活化及浸锌后,促进了化学镀的进行.按表调、活化、一次浸锌、退镀、二次浸锌的工艺进行前处理后实施化学镀,得到的Ni-P镀层致密、平整,与基体结合力强,有效提高了镁合金表面耐蚀性及显微硬度.     

Zr-8.8Al合金化学镀前浸锌处理工艺研究

采用浸锌法对Zr-8.8Al合金进行了化学镀前处理,研究了浸锌液配方及工艺对化学镀Ni-P镀层显微结构、显微硬度、抗蚀性的影响规律。结果表明,室温下二次浸锌处理90 s浸锌层均匀致密;浸锌后进行化学镀处理获得的Ni-P镀层为非晶结构,胞状结构,与基体结合良好。与裸材相比,室温下浸锌液为:Zn SO4 280 g/L、Na OH 20 g/L、Na NO42 g/L、KNa C4H4O6 20 g/L,一次浸锌处理60 s,二次浸锌30 s获得的Ni-P镀层显微硬度提高了80%,在3.5%Na Cl(质量分数)溶液中自腐蚀电位发生正移,极化腐蚀后镀层较完整,保护性较优。     

铝合金的前处理对其Ni-Co-P化学镀镀层沉积特性和耐腐蚀性能的影响

  通过扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和电化学站等技术研究了铝合金化学镀Ni-Co-P的“浸锌-闪镀法”和“预植法”两种前处理工艺对镀层的成分、表面形貌和耐腐蚀性能的影响.结果表明,铝合金化学镀Ni-Co-P前处理工艺决定Ni-Co-P镀层的形貌和耐腐蚀性能,对镀层的成分影响不明显;铝合金经“浸锌-闪镀法”前处理工艺处理后化学镀Ni-Co-P所得镀层的镀层耐腐蚀性能下降,并用原子氢-电化学联合理论解释了不同前处理对镀层形貌和耐腐蚀性能影响的原因.     

一种铸造铝合金的四元浸锌直接镀铜工艺

针对铸造铝合金的成分和性能特点,设计了四元浸锌工艺,用于铸造铝合金的镀前处理。采用加热试验法检测镀层的附着力;使用扫描电镜和X射线衍射仪对镀层的表面形貌和相结构进行了分析。结果表明:随着浸锌时间的延长,四元浸锌层越来越致密,浸锌60~90s可满足铸造铝合金镀前处理要求;经过四元浸锌处理后的镀铜层具有较好的附着力;XRD分析显示镀铜层为多晶结构;焦磷酸盐镀铜层表面比较粗糙,存在较多孔隙;进行硫酸盐镀铜处理后,表面更为平整,针孔缺陷得到有效抑制。     

光亮剂对ZL101铝合金表面化学镀镍磷合金层的影响

研究了在ZL101铝合金表面化学镀Ni-P合金层的结构、显微硬度和耐蚀性.化学沉积Ni-P合金层的主盐是硫酸镍,次亚磷酸钠为还原剂,柠檬酸钠为络合剂.测试了电解液中光亮剂含量对镀层晶体结构、显微硬度和耐蚀性的影响.XRD衍射图谱显示,在所有镀态下Ni-P合金层均为非晶结构,而经过一定温度的热处理后逐渐向晶态转变直至完全晶化.合金镀层的显微硬度值镀态时较低,约为436 HV,随着热处理温度的升高,在400 ℃完全晶化后镀层表面的显微硬度值达到最大,约为1 096 HV.在3.5 wt.% NaCl溶液中测定的动电位极化曲线显示,在铝合金表面化学镀Ni-P合金层具有较好的耐蚀性能.     

AZ91D 镁合金表面 Ni-P / Ni-Sn-P 双镀层的制备与性能研究

目的提高AZ91D镁合金的耐腐蚀性能,扩大其应用范围。方法先在AZ91D镁合金表面化学镀Ni-P镀层,再化学镀Ni-Sn-P镀层,形成Ni-P/Ni-Sn-P双镀层。研究Ni-P/Ni-Sn-P双镀层的表面形貌和耐腐蚀性能,并与Ni-P单镀层进行对比。结果 Ni-P/Ni-Sn-P双镀层表面分布更均匀平整,缺陷较少,孔隙率较低,具有无定形结构。二次Ni-Sn-P镀层的腐蚀电位约为-0.77 V,略低于一次化学镀Ni-P层(约-0.68 V),两镀层间的电位差使得其构成了微腐蚀电偶,Ni-P层作为阴极,Ni-Sn-P层作为阳极,阳极优先被腐蚀。结论 Ni-P/Ni-Sn-P双镀层的Ni-Sn-P外层能为Ni-P内层提供阴极保护,较好地横向分散腐蚀电流,从而增强AZ91D镁合金基底的耐腐蚀性能。     

双层Ni - P化学镀工艺及镀层在NaCl溶液中耐蚀性能的研究

采用正交实验筛选出一种含11.0 mass%P自腐蚀电位为-0.35 V的Ni-P、合金镀层作为中间层,与含9.7 mass%P、自腐蚀电位为-0.46 V的Ni-P合金镀层作为表面层,复配成为双镀层.采用PdCl2 稳定性实验检验了镀液的稳定性,用中性盐雾试验、孔隙率试验和扫描电镜对比研究了双层化学镀Ni-P与单层化学镀Ni-P的腐蚀速率和耐点蚀特性.实验结果显示：双层镀Ni-P试样的平均腐蚀速率为7.04μm/a,仅为单层镀试样腐蚀速率28.3μm/a的四分之一,表明双层化学镀Ni-P耐孔蚀性能明显优于单层化学镀Ni-P.     

A356合金化学镀Ni-P工艺及其性能研究

用直接化学镀Ni-P和先电镀Ni后化学镀Ni-P两种方法在A356合金表面施加镀层.利用恒电位仪、盐雾实验、扫描电镜和显微硬度计等分析测试手段研究了两种工艺处理后镀层的性能.结果表明：两种不同工艺得到的镀Ni-P样品均具有优异的耐蚀性和较高的硬度,对Al合金基体均有很好的保护作用;其中带镀Ni中间层的化学镀Ni-P层更致密,具有更好的耐蚀性和硬度.     

铝合金化学镀Ni-P合金层及其耐蚀性研究

为进一步提高2024铝合金的耐蚀性,采用化学镀技术在铝合金表面沉积了Ni-P合金层,用扫描电镜观察镀层的表面形貌,通过开路电位、动电位极化和交流阻抗等电化学测试方法对比了镀层和2024铝合金在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性。结果表明:通过该工艺可以在铝合金表面沉积一层致密的Ni-P层,镀层的自腐蚀电位比基体更正,自腐蚀电流密度更低,铝合金的耐蚀性得到提高。     

AZ91D镁合金新型均一化前处理化学镀Ni-P合金的研究

采用新型环保均一化前处理工艺在AZ91D镁合金表面制备了化学镀Ni-P镀层。利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)研究了镀层的微观形貌、成分和相结构。通过电化学方法和热震实验评价了镀层的电化学腐蚀行为和结合力。结果表明,经前处理后基体表面的β相(Mg17Al12)被选择性去除,表面组织均一化,从而得到了均匀致密的浸Zn层。Ni-P镀层均匀致密,P含量为7.0%,具有非晶结构。与AZ91D基体相比,Ni-P镀层的自腐蚀电位正移了1.136V,自腐蚀电流密度降低了两个数量级,表明镀层具有优良的耐腐蚀性能。热震实验表明镀层与基体之间结合良好。     

ZM5镁合金无铬前处理化学镀镍层的性能

采用优化的Na4P2O7+Na2SO4+NaNO3体系的化学蚀刻无铬前处理化学镀镍工艺,在ZM5镁合金上制备Ni-P镀层。利用扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪分析镀层的微观形貌、成分和相结构。通过电化学方法和摩擦磨损试验评价了镀层的耐蚀性和耐磨性。结果表明:无铬前处理工艺制备的镀层中P的质量分数为12.90%。与ASTM标准的含铬前处理工艺得到的镀层的耐蚀性和耐磨性相比,无铬前处理得到的镀层的自腐蚀电位为-0.506V,腐蚀电流密度为2.132×10-6 A/cm2,接近ASTM工艺含铬前处理得到的镀层的耐蚀性能;同时其磨损率为3.056×10-4 mg/s,与ASTM工艺的1.778×10-3 mg/s相比,其抗摩擦磨损性能明显优于含铬前处理的镀层。无铬前处理化学镀镍显著提高了ZM5镁合金的耐蚀性和耐磨性。     

一种无铬低氟的镁合金化学镀镍前处理工艺

为了获得一种更加环保的镁合金化学镀镍前处理工艺,通过多种方法和手段对比研究了3种不同的酸洗活化工艺对镁合金化学镀镍的影响。通过开路电势-时间(OCP-t)曲线解释了不同前处理方法导致不同沉积速度的原因。采用SEM、EDX和XRD分析发现,3种工艺所得镀层均为高磷合金镀层(P含量约为11%),镀层的表面形貌和结构比较接近。动电位极化曲线表明,采用H_3PO_4+HNO_3酸洗,K_4P_2O_7和NH_4HF_2分别活化的前处理工艺所得镀层耐蚀能力略优于传统工艺镀层。新工艺酸洗液对镁合金存在横向的刻蚀,可增强镀层与基底间的机械咬合作用,使得镀层的结合力更强。     

Influence of surface pretreatment on the anodizing film of Mg alloy and the mechanism of the ultrasound during the pretreatment

The effect of surface pretreatments on the micro-morphology, composition and the corrosion resistance of the anodic films formed on AZ91D magnesium alloys was investigated. The results showed that the aluminium content increased layer can be formed on the surface of the AZ91D magnesium alloys by the immersion pretreatment in aluminium nitrate solution with or without ultrasound. The pretreated surface with ultrasound was more uniform except for some pits. The anodic oxidation films on the pretreated magnesium alloys with ultrasound contained more aluminium and the pretreatment improved the uniformity of the anodic films. The use of ultrasound in the pretreatment process could significantly decrease the quantity and size of the micro-pores on the anodic films. The corrosion resistance of the anodic films formed on the pretreated magnesium alloys was improved. The corrosion resistance with ultrasound was better than that without ultrasound in the pretreatment process. In this paper, the effect and mechanism of the ultrasound during the immersion pretreatment process in aluminium nitrate solution was also discussed.     

镁合金表面Ni-P/Ni镀层的制备与性能研究

在镁合金表面先化学镀Ni-P层,再电镀Ni,获得高耐蚀性Ni-P/Ni镀层,并用静态腐蚀浸泡法研究了化学镀时间和电镀时间对所得镀层在5%NaCl溶液中的耐蚀性能的影响。结果表明,先化学镀40 min,再电镀15 min所得的Ni-P/Ni镀层具备高耐蚀性能,电化学测试结果表明,此种镀层在酸性和碱性溶液中都具有较好的耐蚀性能。在200℃热处理24 h后,Ni-P/Ni镀层的耐蚀性提高,同时外层Ni层的显微硬度从HV460增大到HV550。镀层侧面的SEM照片显示,镀层均匀致密,与基体结合良好,化学镀层与电镀层之间没有明显的界限。     

以硫酸镍为主盐的AZ91D镁合金化学镀镍研究

研究了以硫酸镍为主盐的AZ91D镁合金化学镀镍.采用无铬前处理在AZ91D镁合金表面形成高锰酸盐和磷酸盐化学转化膜,用SEM、EDX、XRD和极化曲线等方法研究化学转化膜和化学镀镍层的形貌、组成及在3.5%的NaCl溶液中的耐腐蚀性能.结果表明,在高锰酸盐转化膜表面形成的化学镀镍层呈胞状,较致密,有微裂纹;在磷酸盐转化膜上形成的化学镀镍层也呈胞状,晶胞大小不均匀,没有微裂纹.镀层厚度均匀,致密,无孔隙.在3.5%的NaCl溶液中的极化曲线表明化学转化膜对镁合金基体的耐腐蚀性能提高不大,经高锰酸盐和磷酸盐前处理的化学镀镍层腐蚀电位分别为-0.48V_(SCE)和-1.12 V_(SCE).以硫酸镍为主盐的经磷酸盐前处理的化学镀镍层较好地提高了镁合金的耐腐蚀性能.     

The Effect of Boronizing on Metallic Alloys for Automotive Applications

In this study the wear resistance, corrosion resistance, and oxidation resistance of boronized metallic alloys were investigated. Thermochemical treatment was performed by powder pack boronizing process at temperature 850-950 °C for 4 h. Saw-tooth morphology and smooth interface microstructures were observed with an optical microscope; microhardness was measured across the coating depth. The phases present in the boron coatings depend on the substrate material. High-temperature oxidation resistance was investigated and it was found that boron coating on ferrous alloys can resist temperatures up to 800 °C. The corrosion resistance of the boronized samples was improved and the corrosion rate was calculated for boronized and plain specimens. Wear testing was conducted by following the procedures of ASTM G99, ASTM D2526, and ASTM D4060. The obtained experimental results revealed that boronizing significantly improves the wear-resistance, corrosion-resistance, and oxidation resistance of metallic alloys. This article was presented at Materials Science & Technology 2007, Automotive and Ground Vehicles symposium held September 16-20, 2007, in Detroit, MI.     

5052 铝合金表面钛锆基转化膜的制备及耐蚀性

目的研究铝合金表面非铬酸盐高耐蚀性转化膜的制备工艺。方法以K2Zr F6和K2Ti F6为主盐,KMn O4为氧化剂,Na F为成膜促进剂,在5052铝合金表面制备化学转化膜。采用SEM,EDS,FT-IR,XPS对转化膜的形貌、结构以及成分进行分析,通过硫酸铜点滴实验、全浸蚀实验和极化曲线对转化膜的耐蚀性进行研究。结果获得了土黄色转化膜,主要由Al F3·3H2O,Al Ox/Al,Al2O3,Mn O2和Ti O2组成。转化处理后,铝合金的腐蚀电位正移了约591 m V,腐蚀电流密度由1.10μA/cm2降低为0.48μA/cm2。经过封闭处理后,腐蚀电流密度降低为0.04μA/cm2,耐蚀性明显提高。结论以K2Zr F6和K2Ti F6为主盐在铝合金表面形成的土黄色化学转化膜具有良好的耐蚀性。     

铝合金表面化学镀 Ni-Co-P / SiC 复合镀层的组织与性能研究

通过化学镀的方法,在铝合金表面成功地制备了Ni-Co-P/SiC复合镀层。对复合镀层的表面形貌、化学成分、晶态结构、硬度进行了表征分析,通过电化学测试对其耐腐蚀性进行了研究。结果表明:SiC纳米微粒起到了提高Ni-Co-P合金镀层硬度的作用,向镀液中加入12 g/L SiC纳米微粒时,复合镀层的硬度达到最大值524HV;Ni-Co-P/SiC复合镀层能增强铝合金材料的耐蚀性能,镀液中SiC微粒的质量浓度为9 g/L时,复合镀层的耐腐蚀性相对最好。     

模拟海洋环境中Ni-Co合金镀层对AZ91D镁合金的腐蚀防护研究

目的提高AZ91D镁合金的腐蚀防护性能。方法采用化学镀前处理在AZ91D镁合金表面制备一种保护性的Ni-Co合金镀层。分别采用环境扫描电镜(ESEM)、X射线衍射(XRD)和能量散射谱(EDS)分析合金镀层的表面形貌、微结构特点和化学成分。采用动电位极化(PC)和电化学阻抗谱(EIS),分析测试在模拟海洋环境(中性3.5%Na Cl溶液)中Ni-Co合金镀层对AZ91D镁合金的腐蚀防护性能。结果镁合金表面化学镀Ni-P镀层均匀覆盖,晶粒生长较致密,表面呈菜花状形貌,Ni-P镀层中P质量分数约为5.6%。Ni-Co合金镀层表面均匀且呈金字塔状形貌,形成了面心固溶体(FCC),镀层中Co质量分数约为31%。Ni-P镀层和Ni-Co合金镀层的厚度分别约为11μm和19μm。在模拟海洋(中性3.5%Na Cl溶液)环境中,镁合金裸基体、化学镀前处理Ni-P镀层、Ni-Co合金镀层的腐蚀电位分别为-1485、-372、-284 m V,其腐蚀电流密度分别是3.4×10-5、1.8×10-6、2.9×10~(-7) A/cm2,所拟合的电荷转移电阻分别为4.72×103、1.70×104、2.06×106?/cm2。结论化学镀前处理Ni-P镀层可为镁合金提供较好的腐蚀防护,Ni-Co合金镀层能够为镁合金提供更显著的腐蚀防护。     

Effect of alloy microstructure on electroless NiP deposition behavior on Alloy AZ91

Various magnesium alloys, which were assumed as reference to the individual behavior of each microstructural constituents of Alloy AZ91 in the coating bath, were designed to analyze the hypophosphite-reduced electroless nickel coating characteristics on them in both uncoupled and coupled conditions. Galvanic coupling of β phase to the matrix phase in the coating bath was observed to decelerate the deposition rate on the matrix phase. This behavior was attributed to the effective cathodic action of β phase in the coating bath as a result of the catalytic cathodic reactions on it. The variation in the Al content of the matrix phase was also estimated to affect the NiP deposition behavior due to the small scale galvanic interactions. The previously Ni nucleated sites on the alloy surface behaved as the most preferential sites for further Ni nucleation and growth. Low temperature heat treatment (230 °C for 2 h) caused a considerable increase in the surface hardness with negligible decrease in the corrosion resistance. High temperature heat treatment (400 °C for 1 h) improved the surface hardness further with significant deterioration in the corrosion resistance.