热浸镀新型高耐蚀锌合金镀层的成分设计及试验研究

为了开发出低成本高耐蚀性合金镀层,通过对新型合金镀层成分进行正交试验设计,在冷轧钢板、热轧钢板及角钢表面通过热浸镀制备不同成分的锌合金镀层,对镀层的锌液流动性、锌灰质量、可镀性、耐蚀性进行了试验研究。结果表明:添加Mg、Ni、Al和V的合金镀层耐蚀性普遍优于传统镀锌和镀Zn-Ni-V合金镀层,Mg对于耐蚀性的影响最显著,Al和Mg元素对合金镀层可镀性的影响最大,在试验含量范围内Ni和V含量对合金镀层可镀性的影响不显著,新型高耐蚀性锌合金镀层成分中各元素的优化水平组合为Mg含量0.3%~0.5%,Al含量≤0.02%,Ni含量0.06%、V含量0.04%。     

硅含量对热浸镀Zn-40%Al合金层凝固组织及耐蚀性的影响

为了改善Zn-40%Al合金热浸镀层的性能,在Zn-40%Al合金中加入了Si,研究了不同硅含量对Zn-40%Al合金镀层凝固组织及耐蚀性的影响。结果表明:当硅含量在0.5%～1.5%时,随着硅的增加,镀层凝固组织中的铝硅共晶组织不断增多,富铝相晶粒不断被细化,富铝枝晶相排列越来越规则,镀层的耐蚀性不断增强;当硅达到2.0%时,镀层会出现漏镀缺陷;硅的加入能在镀层表面形成具有优良腐蚀性的Al3.21Si0.47,有利于镀层耐蚀性的提高。     

钢铁件直接浸镀Cu-Sn合金

钢铁件直接浸入含CuSO_4、SnSO_4、H_2SO_4、稳定剂FS-l和络合剂的溶液中5～10 min,可以获得具有装饰性金黄色的Cu-Sn合金层。研究了浸镀液中CuSO_4SnSO_4浓度对浸镀层中Cu含量和颜色的影响,同时还比较了稳定剂FS-l和NaF的效果,发现FS-l比NaF具有更好的效果。用盐水浸泡和H_2S加速腐蚀试验测定了浸铜层、浸Cu-Sn层的耐蚀与防变色性能,结果表明浸Cu-Sn层的耐蚀性比浸Cu层更好。从俄歇电子能谱的深度剥蚀曲线的组成恒定区求得镀层的组成元素的相对原子百分浓度分别为68％Cu、13％O、8％Sn、6％Fe。文中还讨论了Cu~(2+)、Sn(2+)离子同时在铁上置换反应的原理及浸镀液中Cu(2+)、Sn(2+)的分析方法。     

热浸镀铝锌液中Ti添加量对镀层性能的影响

目前,热浸镀铝锌液中Ti含量对镀层锌花尺寸及镀层质量影响的研究还不够深入.向热浸镀锌铝液中添加不同含量的Ti,对DX51D+ AZ冷轧钢板热浸镀铝锌.采用扫描电镜及能谱仪分析镀层形貌及成分;采用盐雾试验分析镀层的耐蚀性;测试了镀液成分、镀层质量及镀层弯曲变形性;研究了Ti含量对Zn-55 ％Al合金镀层性能的影响.结果表明:镀液凝固组织及镀层组织均为富铝相、富锌相、富硅相及Al-Zn-Fe-Si化合物相;Ti含量对铝锌镀层组织结构无明显影响,当钛含量为0.034％,0.046％时镀层组织中含Ti,并且存在于富铝相中;Ti在热镀铝锌的镀层形成过程中提供了更多的异质形核点,有助于减小锌花尺寸;Ti对镀层的成形性无明显影响,但可显著提高镀层的耐腐蚀性.     

塑料三价铬电镀层的腐蚀失效分析

某汽车上塑料电镀零部件的三价铬镀层在大气环境中容易腐蚀。对此塑料电镀制品(底层为铜镀层,中间镀双层镍,表面镀三价铬)的镀层厚度、电位、形貌、成分及耐蚀性进行了分析,并与表面镀六价铬的塑料镀件进行比较。结果表明:三价铬镀层的耐腐蚀性劣于传统六价铬镀层;三价铬镀层为微孔镀,各层厚度达到了工艺指标,但镀层中含有单质铁,其电化学的优先腐蚀是三价镀铬层耐蚀性差的主要原因。     

Sn-Cu合金电沉积制备工艺及结构研究

利用电沉积法在铜箔上制备了锂电池负极材料Sn-Cu合金,研究了镀液组成对镀层铜含量的影响规律;采用X射线衍射分析,研究了不同组成Sn-Cu合金镀层热处理前后的结构.结果表明:镀液中焦磷酸铜与焦磷酸钾浓度对镀层中铜含量影响显著,改变二者组成,铜含量可由20.18%(质量分数,下同)提高到58.05%;铜含量为20.18%,31.01%和58.05%的Sn-Cu合金镀层,镀态结构相同,均为Cu,Sn和η-Cu6Sn5;经过300℃以上热处理1h,Sn-Cu合金镀层发生相变,相对于镀态,析出电子化合物中铜含量增加;温度升高对铜含量为20.18%和58.05%的镀层结构影响较小,而对铜含量为31.01%的合金镀层,其组织结构向着铜含量降低的物相结构转变.     

Al55%-Zn合金镀层钢板组织与腐蚀特性

研究了国产热浸镀Ａｌ５５％－Ｚｎ合金钢板组织结构、腐蚀行为及防蚀机理。试验结果表明，合金镀层组织是由含富铝相（α）、富锌相（β）的外层和以ＦｅＡｌ３（θ）、α－ＦｅＡｌＳｉ（Ｈ）化合物为主要相成分的内层构成。这种合金镀层是一种阳极性镀层，具有与热镀锌层相似的电化学保护作用。由于铝元素的合金化作用和Ａｌ３＋离子的掺杂效应，使镀层的腐蚀速度明显减小，仅为热镀锌层的１／４～１／６。     

Pb-Sn-Cu合金共沉积工艺研究

为了改善内燃机滑动轴承镀层的减摩性能,采用在合金基体上镀覆三元合金的工艺,在氟硼酸盐镀液体系中实现了Pb-Sn-Cu三元合金表面电镀.研究了镀液体系中镀液成分及工艺参数对Pb-Sn-Cu三元合金镀层成分及含量的影响.结果表明,镀液成分及电镀工艺参数对镀层成分及含量有较大的影响.镀液成分及电镀工艺参数的试验结果表明,镀液的最佳组成及工艺参数为:200 g/L Pb2+,25 g/L Sn2+,2.5 g/LCu2+,4g/L对苯二酚,2.5 g/L蛋白胨,100 g/L游离HBF4,30 g/L H3803,温度为25℃,电流密度6.0A/dm2.     

化学镀可焊性Sn-Pb合金的工艺研究

Sn-Pb合金镀层防腐蚀性好,熔点低,钎焊性好,在工业上应用很广。含Sn10％～40％的Sn-Pb合金镀层多用于电子元器件引线以提高其可焊性。工业生产常采用电镀工艺,对化学镀工艺研究较少。为此,介绍了一种烷基磺酸盐体系化学镀可焊性Sn-Pb合金(Sn：Pb为9：1左右)新工艺,系统研究了络合剂、还原剂、添加剂、时间、温度等因素对化学镀Sn-Pb合金沉积速率及镀层合金成分的影响。该化学镀液稳定性好、沉积速率可达到4．2μm／10min,镀层为银白色无光合金镀层,可焊性优良;当镀液中不添加Pb^2 时,该工艺也可用于化学镀Sn.     

Sn40Pb共晶合金电镀工艺

目的对Sn40Pb共晶合金电镀工艺过程进行研究。方法采用电镀和超声辅助搅拌,Sn40Pb作为电镀阳极,在铜片上成功的制备了Sn40Pb共晶合金镀层。结果研究表明随着电流密度增大,镀层厚度增加,镀层中铅含量增加较快,电流密度过大时阴极析氢反应剧烈,锡铅镀层会变得粗糙,致密性变差。结论当电镀液成分为甲基磺酸为12 m L(24 g/L)、甲基磺酸锡为8 m L(16 g/L)、甲基磺酸铅为3.7 m L时,控制电流密度在4 A/dm~2、电镀时间为5 min左右,可以获得接近锡铅共晶的理想合金镀层。     

氯化胆碱-乙二醇低共熔离子镀锡镍合金的研究

为了研究锡採离子在低共熔离子液体体系中的氧化还原行为及镀层的相组成,以氯化胆碱-乙二醇(ChCl-EG)低共熔离子液体体系为基础液进行锡镰合金电沉积行为的研究。使用循环伏安测试法对锡辣离子在该体系中的阴极还原行为进行研究,采用X射线衍射仪(XRD)对Sn-Ni沉积层的相组成进行分析;采用极化曲线对沉积层耐蚀性等进行了研究。结果表明:锡辣2种离子共存于该离子液体时只显示出1个阴极沉积峰,峰值电位-0.65V;沉积1h所得锡標合金沉积层为Ni3Sn2相,腐蚀电流密度为1.619×10^-6A/cm^2.     

Annealed microstructure dependent corrosion behavior of Ti-6Al-3Nb-2Zr-1 Mo alloy

Corrosion resistance of titanium(Ti)alloys is closely connected with their microstructure which can be adjusted and controlled via different annealing schemes.Herein,we systematically investigate the specific effects of annealing on the corrosion performance of Ti-6 Al-3 Nb-2 Zr-1 Mo(Ti80)alloy in 3.5 wt.%NaCl and 5 M HCl solutions,respectively,based on open circuit potential(OCP),potentiodynamic polarization,electrochemical impedance spectroscopy(EIS),static immersion tests and surface analysis.Results indicate that increasing annealing tempe rature endows Ti80 alloy with a higher volume fraction ofβphase and finerαphase,which in turn improves its corrosion resistance.Surface characterization demonstrates thatβphase is more resistant to corrosion thanαphase owing to a higher content of Nb,Mo,and Zr in the former;additionally,the decreased thickness of a phase alleviates segregation of elements to further restrain the micro-galvanic couple effects betweenαandβphases.Meanwhile,the influential mechanisms of environmental conditions on corrosion of Ti80 alloy are discussed in detail.As the formation of a highly compact and stable oxide film on surface,annealed Ti80 alloys exhibit a low corrosion current density(10^-6A/cm²)and high polarization impedance(10⁶Ω·cm²)in 3.5 wt.%NaCl solution.However,they suffer severe corrosion in 5 M HCl solution,resulting from the breakdown of native oxide films(the conversion of TiO₂to aqueous Ti³⁺),active dissolution of substrate Ti to aqueous Ti³⁺and existence of micro-galvanic couple effects.Those findings could provide new insights to designing Ti alloys with high-corrosion resistance through microstructural optimization.     

Sn含量对Al/Pb-Sn复合阳极在电积铜过程中结构和性能的影响

为了制备性能优异的电积铜用阳极,采用电沉积的方法在铝合金基体表面制备了电积铜用Al/Pb-Sn复合阳极。通过循环伏安法(CV)和时间-电位(t-E)曲线分析了Al/Pb-Sn复合阳极膜在电积铜过程中的阳极过程、耐蚀性和电催化活性;采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分析复合电极的形貌及相结构;研究了Sn含量对复合阳极在电极铜过程中结构和性能的影响。CV和t-E曲线分析显示Sn含量的增加促进了Al/Pb-Sn复合阳极阳极反应的进行,使Al/Pb-Sn复合阳极耐腐蚀性和电催化活性增大。SEM分析显示随着Sn含量的增大,Al/Pb-Sn复合阳极的镀态表面和氧化膜的晶粒尺寸增大。XRD谱分析显示随着Sn含量的增大,阳极膜上具有较高电催化活性和耐蚀性的β-PbO_2相含量增大。     

阳极Sn含量对焦磷酸盐电镀低锡Cu-Sn合金层性能的影响

为改善焦磷酸盐电镀Cu-Sn合金层的耐蚀性能差、镀速慢、结合力差等问题,用失重试验、形貌成分分析及电化学技术等方法,研究了阳极中Sn含量对焦磷酸盐电镀Cu-Sn合金层的沉积速率、腐蚀速率、腐蚀过程和微观形貌等的影响。结果表明:当阳极中Sn含量(质量分数)为25%时,Cu-Sn合金镀层的沉积速率较大[6.32mg/(cm2·h)],镀层中Sn含量为5.80%,属于低锡青铜,镀层耐蚀性好,在5%H2SO4溶液中的失重腐蚀速率最小,为0.011 8 mg/(cm2·h),腐蚀电流密度较小(84.7μA/cm2),腐蚀电位最正(-0.405 V),腐蚀倾向最小;CuSn合金镀层的包状物颗粒大小均匀、排列紧密、无明显的表面缺陷,镀层与基体结合良好。     

铝合金表面等离子体电解氧化陶瓷涂层在NaCl溶液中的电化学阻抗谱研究

通过调整电解液中硅酸钠的浓度, 利用等离子体电解氧化(PEO)技术在铝合金LY12表面制备了各种陶瓷涂层, 利用光学显微镜、XRD、电化学阻抗谱(EIS)对涂层的形貌、成分和涂层在NaCl溶液中耐腐蚀性能进行了研究. 结果表明: 提高电解液中硅酸钠的浓度可以使得涂层的总厚度增加, 但过高或过低的浓度都会导致致密层厚度的减薄. 当浓度为20g/L时, 所制备的涂层的成分以氧化铝为主; 当浓度为40g/L时, 涂层的成分主要是莫来石和氧化铝; 当浓度超过60g/L 时, 涂层的成分主要为非晶相. EIS的研究表明, 涂层耐腐蚀性取决于涂层中的致密层, 增加致密层的厚度可以提高PEO涂层的耐腐蚀性, 在中性、酸性、碱性腐蚀介质中, PEO涂层都显示出对基体良好的保护作用.     

自制铁铬锰合金耐液锌腐蚀性能的研究

针对应用于连续热镀锌生产线上辊类部件用材设计的奥氏体合金,系统研究了自制铁铬锰合金在工业锌液中(Zn-0.2%Al)的腐蚀行为及组织变化规律.研究表明:铁铬锰合金在工业锌液中具有良好的耐锌腐蚀能力,其腐蚀速率为8.11×10-4 g/(cm2.h),而316L的腐蚀速率为1.65×10-3 g/(cm2.h);铁铬锰合金在工业锌液中首先生成Fe2Al5,其稳定性较好,可长时间抑制铁锌反应,12 d后铁锌金属间化合物才开始出现,生成的δ(FeZn7)相中,因固溶了质量分数约为5.14%的Cr,使得δ相稳定性增加,进一提高了铁铬锰合金的耐锌腐蚀能力.以锰代镍来制取低成本的铁铬锰耐锌腐蚀合金具有可行性.     

镍、铁基喷焊层组织与性能研究

为寻找具有耐盐酸腐蚀能力的喷焊用合金粉末,自行设计了3种喷焊粉末,并对比研究了自制粉末与商业Ni60粉氧乙炔喷焊层的显微硬度、显微组织形貌和耐盐酸腐蚀性能.结果表明,自制1号粉喷焊层的显微硬度值明显高于商业Ni60喷焊层,自制2号粉喷焊层的显微硬度和耐蚀性均优于商业Ni60喷焊层.分析认为,钼的加入可改善合金粉末的喷焊工艺性,提高喷焊层的耐盐酸腐蚀性能;铬含量的增加显著提高了喷焊层的显微硬度;喷焊层中铁含量的增加对耐盐酸腐蚀性能有不利影响.     

真空退火温度对AlCrSiN/Mo自润滑涂层结构与性能的影响

采用高功率脉冲磁控溅射与脉冲直流磁控溅射复合镀膜技术制备AlCrSiN/Mo自润滑涂层,通过真空退火处理改善其结构和性能。利用扫描电镜、X射线衍射仪、电子探针分析仪、纳米压痕仪、划痕测试仪及摩擦磨损试验机,系统研究真空退火温度对涂层组织结构、力学性能及耐磨性能的影响。结果表明:所有AlCrSiN/Mo涂层均是a-Si3N4非晶相包裹nc-(Al,Cr,Mo)N的纳米复合结构。经真空退火后,涂层表面颗粒尺寸明显增大,对应纳米硬度与临界载荷均出现下降,而耐磨和减摩性能得到显著改善。当退火温度为700℃时,涂层的综合性能最佳,纳米硬度为18.3GPa、摩擦因数为0.51、磨损率为3.4×10^-4μm^3·(N·μm)^-1,此时特征值H/E和H3/E*2亦最高。     

材料在真空环境下放气的测试技术研究

往真空材料放气率测试装置上对金属材料的放气特性进行了实验研究,实验采用的方法为静态升压法、固定流导法、双通道气路转换法。实验结果表明,测试装置的极限真空度为9．2×10^-9Pa,铜、铝合金2A12、304不锈钢三种材料半小时后的放气率分别为2．34×10^-8a·m^3·s^-1·cm^-2、1．83×10^-9Pa·m^3·s^-1·cm^-2、8．48×10^-11Pa·m^3·s^-1·cm^-2。利用四极质谱计测得装置的本底气体成分主要有H2、N2／CO、H2O和CO2,材料放出的气体成分主要有N2／CO、H2O。三种方法测试得到的铜金属材料的放气率随着温度的升高而小断增大。