铈元素对热浸锌–铝–镁合金镀层显微组织及耐蚀性的影响

在Zn–Al–Mg镀液中添加不同量的稀土Ce以提高热浸镀Zn–Al–Mg合金层性能。通过分析合金镀层的表面形貌和截面形貌以及中性盐雾试验,系统地研究了镀液中Ce添加量对合金镀层显微组织结构和耐蚀性的影响。当铈的添加量≤0.05%(质量分数)时,随铈添加量增大,热浸镀Zn–Al–Mg合金层的晶粒逐渐细化,尺寸逐渐均匀;δ相层的厚度变化不大,而ζ相层略微减薄。当铈添加量0.05%时,随铈添加量增大,镀层合金相厚度骤减。中性盐雾试验表明,镀液中添加Ce有利于提高Zn–Al–Mg合金镀层的耐蚀性,但其添加量不宜超过0.05%。     

硅和镁含量对双镀Zn–23Al镀层的组织结构和耐蚀性的影响第二部分──Zn–23Al–0.5Si–xMg镀层的组织结构和耐蚀性

采用"双镀法"在SPHC钢板表面热浸镀不同镁含量的Zn–23Al–0.5Si–xMg镀层(x=0.5,1.0,2.0,3.0).采用扫描电镜、能谱仪、显微硬度计以及电化学测试、中性盐雾试验等手段研究了浸镀液中镁含量对镀层组织结构、显微硬度和耐蚀性的影响.结果表明:随着浸镀液中镁含量升高,镀层表面块状富锌相逐渐细化,显微硬度增大,耐蚀性先改善后变差.浸镀液中Mg质量分数为2％时,镀层的耐蚀性最佳.     

双镀锌铝合金镀层的组织结构和耐蚀性

采用“双镀法”在钢板表面热浸镀不同铝含量的锌铝镀层(Zn-5Al、Zn-11Al、Zn-17Al和Zn-23Al),利用扫描电镜和能谱仪考察浸镀液中铝含量对镀层组织结构的影响,采用电化学测试、中性盐雾试验等手段评价镀层耐蚀性的变化。随着浸镀液中铝含量升高,镀层表面由片层状交替排布的富铝、富锌共晶组织向富铝枝晶网络结构转变,耐蚀性逐渐提高。但铝含量过高(质量分数大于17%)会导致大量脆性Fe-Al-Zn金属间化合物生成,合金层厚度明显增大。     

硅和镁含量对双镀Zn–23Al合金组织结构和耐蚀性的影响第一部分──Zn–23Al–xSi镀层的组织结构和耐蚀性

采用"双镀法"在钢板表面热浸镀不同硅含量的Zn–23Al–xSi合金镀层(x=0.1,0.3,0.5,0.7,1.1).采用扫描电镜、能谱仪、电化学测试和中性盐雾试验研究了浸镀液中硅含量对镀层组织结构和耐蚀性的影响.结果表明,随着浸镀液中硅含量升高,Zn–23Al–xSi合金层厚度先减小后稳定在2μm左右,耐蚀性先改善...     

湿法超声机械镀锌–铝层的性能研究

以Q235钢片为基体,采用湿法超声机械镀制备Zn–Al复合镀层。用扫描电子显微镜及其配备的能谱仪分析了锌–铝复合镀层的表面形貌、断面形貌和元素组成,并用测厚仪、贴滤纸法和划格试验分别对镀层的厚度、孔隙率和结合力进行表征。结果表明,湿法超声机械镀Zn–Al复合镀层是由锌粉和铝粉颗粒相互镶嵌、填充所形成的致密堆积体,表面均匀、平整,与基体的结合强度高。镀层主要由锌、铝、锡和铁组成,铝的质量分数低于施镀前混合粉体中铝粉的质量分数。在考虑施镀过程中金属粉的损耗后,所得Zn–Al镀层的厚度满足预定的厚度(30μm)要求。     

钒含量对热浸Zn-0.05%Ni-V合金镀层组织与性能的影响

向Zn-0.05%Ni热浸镀浴中添加微量的钒,在硅含量为0.09%的钢上获得了Zn-0.05%Ni-V合金镀层,研究了V含量对镀层组织的影响.通过电化学阻抗谱、极化曲线和高温氧化实验,研究了纯Zn、Zn-0.05%Ni及Zn-0.05%Ni-V镀层的耐蚀性和抗氧化性.结果表明:在Zn-0.05%Ni镀浴中添加质量分数大于0.03%的钒可以有效抑制铁锌反应,控制ζ相层的超厚生长.与纯Zn和Zn-0.05%Ni合金镀层相比,Zn-0.05%Ni-V合金镀层在质量分数为5%的NaCI溶液中的电化学阻抗增大,自腐蚀电位更正,极化电阻增大,腐蚀电流密度减小,耐蚀性提高.Zn-0.05%Ni-V合金镀层的高温抗氧化性能优于纯Zn和Zn-0.05%Ni镀层.当钒含量为0.05%时,其表面形成了更为致密的氧化产物,具有最优的高温抗氧化性能.     

钒含量对热浸Zn–0.05%Ni–V合金镀层组织与性能的影响

向Zn-0.05%Ni热浸镀浴中添加微量的钒,在硅含量为0.09%的钢上获得了Zn-0.05%Ni-V合金镀层,研究了V含量对镀层组织的影响.通过电化学阻抗谱、极化曲线和高温氧化实验,研究了纯Zn、Zn-0.05%Ni及Zn-0.05%Ni-V镀层的耐蚀性和抗氧化性.结果表明:在Zn-0.05%Ni镀浴中添加质量分数大于0.03%的钒可以有效抑制铁锌反应,控制ζ相层的超厚生长.与纯Zn和Zn-0.05%Ni合金镀层相比,Zn-0.05%Ni-V合金镀层在质量分数为5%的NaCI溶液中的电化学阻抗增大,自腐蚀电位更正,极化电阻增大,腐蚀电流密度减小,耐蚀性提高.Zn-0.05%Ni-V合金镀层的高温抗氧化性能优于纯Zn和Zn-0.05%Ni镀层.当钒含量为0.05%时,其表面形成了更为致密的氧化产物,具有最优的高温抗氧化性能.     

pH对锌-铁-锰合金电沉积行为的影响

采用Hydra/Medusa软件、循环伏安法(CV)和计时电流法(CA)研究了pH对柠檬酸盐体系镀液中Zn²⁺、Fe²⁺、Mn²⁺的化学形态分布及Zn–Fe–Mn合金电沉积行为的影响。采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)分析了不同pH下所得镀层的表面形貌、成分及相结构。结果表明，当pH为3.0～5.0时，镀液中Zn²⁺、Fe²⁺和Mn²⁺的配合物稳定常数差别巨大，Zn–Fe–Mn合金共沉积比较困难，CV曲线仅出现Zn–Fe合金还原峰，所得镀层中Mn含量极低(质量分数仅0.36%～0.50%)。随pH升高，镀层的Zn质量分数减小，相组成由η(Zn)和Γ₁(Fe₁₁Zn₄₀)向Γ(Fe₃Zn₁₀)和_δ1(FeZn_6.67)转变，晶粒由金字塔形转变为胞状。当pH为6.0时，镀液中Zn...     

热浸镀时间对含稀土的锌基合金镀层耐蚀性的影响

研究了500°C下不同热浸镀时间对Zn–11%Al–3%Mg–0.2%Si–0.02%RE合金镀层中元素分布和物相组成的影响,利用动电位极化法和电化学阻抗谱测试了镀层的耐腐蚀性能。结果表明,热浸镀30 s的镀层中Al、Zn的含量高于热浸镀60 s的镀层,而随着热浸镀时间的延长,主要由Zn、Fe₄Zn₉、MgZn₂、Al₅Fe₂等物相组成的中间过渡层在整个镀层中所占的比例增加。与热浸镀60 s的镀层相比,热浸镀30 s的镀层虽更薄,但更致密,因而具有更好的耐蚀性。     

电镀Zn-Fe合金工艺研究

介绍了一种电镀Zn-Fe合金的工艺,研究了阴极电流密度、镀液中ρ(Fe2+)/ρ(Zn2+)、pH、温度和添加剂等因素对镀层的外观以及Fe质量分数的影响.实验结果表明,镀层中Fe的质量分数随着镀液中ρ(Fe2+)/ρ(Zn2+)、pH的增大而增大;随着阴极电流密度的增大、温度的升高先增大,达某一值时镀层中Fe的质量分数又随其增大而减小.通过3% NaCl腐蚀试验,比较了Zn-Fe合金和Zn镀层的耐腐蚀性.在最佳工艺条件下所得Zn-Fe合金镀层的耐腐蚀性为Zn镀层的5倍.     

高强钢电镀低氢脆Zn-Ni合金工艺的研究

研究了弱酸性氯化钾-乙酸铵体系电镀Zn-Ni合金工艺,开发了适于本体系的光亮剂,深入探讨了镀液组成及工艺条件对镀层组成的影响,获得全光亮Zn-Ni合金镀层的最佳工艺.在最佳工艺条件下,镀层中镍的质量分数约为13%,主要由γ相Ni5Zn21组成.缺口试样持久拉伸试验及镀件中氢的质量分数测试表明:Zn-Ni合金镀层具有较低的氢脆性,适合于高强钢的电镀.     

Zr含量对热浸Zn–0.1%Ni–Zr合金镀层组织与耐蚀性的影响

在Zn–0.1%Ni锌浴中添加Zr元素,制备出Zn–0.1%Ni–Zr热浸镀层。通过扫描电子显微镜、电化学阻抗谱、电化学极化测量及中性盐雾试验,研究了Zr元素对镀层组织和耐蚀性能的影响。结果表明:与纯Zn和Zn–0.1%Ni镀层相比,Zr元素的添加不仅可以抑制ζ相的超厚生长,增厚致密δ相,使(δ+ζ)合金相层厚度明显减薄,而且可以使镀层的电化学阻抗和极化电阻增大,自腐蚀电位正移,腐蚀电流密度减小,延缓白锈的产生。在锌浴中添加0.06%Zr所得Zn–0.1%Ni–Zr合金镀层的(δ+ζ)合金相层减薄效果最佳,耐蚀性最优。     

pH对脉冲电镀锌–镍–锰合金的影响

在Q235钢表面脉冲电镀Zn–Ni–Mn合金,镀液组成和工艺条件为:ZnSO_4·7H_2O 43.1 g/L,MnSO_4·H2_O 59.2 g/L,NiSO_4·6H_2O26.3 g/L,Na_3C_6H_5O_7·2H_2O 176.5 g/L,NH_4Cl 30 g/L,H_3BO_3 30 g/L,十二烷基硫酸钠(SDS)0.1 g/L,p H 4.5~6.0,温度30°C,平均电流密度30 m A/cm~2,脉冲占空比20%,脉冲周期1 ms,时间20 min。研究了pH对合金镀层元素组成、沉积速率、表面形貌和耐蚀性的影响。结果表明,随p H增大,沉积速率减小;镀层中锰含量升高,锌、镍含量降低;耐蚀性先增强后减弱。p H为5.0时,所得Zn–Ni–Mn合金镀层平整致密,Zn、Ni和Mn的质量分数分别为85.71%、5.03%和9.26%,中性盐雾试验96 h的保护等级为5级。与Zn–Ni合金镀层(Ni质量分数为12.88%)相比,Zn–Ni–Mn合金镀层的腐蚀电位正移了85 mV,腐蚀电流密度低了约2个数量级,耐蚀性更优。     

施镀时间对SiCp/Al复合材料化学镀Ni-P镀层的影响

采用化学镀的方法在激光选区熔化（SLM）技术成型的SiCp/Al复合材料表面制备了Ni-P镀层，研究了施镀时间对镀层的表面形貌、截面厚度、沉积速率、相结构和显微硬度的影响。结果表明：化学镀0.5～12 h时，镀层都呈胞状形貌，且呈非晶态结构，为高磷镀层；随着施镀时间的延长，胞状组织逐渐变大，表面逐渐致密，镀层厚度逐渐增大，但增长速率越来越小，显微硬度先增大后趋于稳定。施镀时间为8 h时的镀层表面平整、致密、连续，厚度可达100μm，显微硬度为653.4 HV，镀层与基体结合强度为77.2 N。     

钢结构件热浸镀阳极性铝合金镀层技术的研究

在热浸镀纯铝的工艺条件下,通过在铝液中加入Zn、In、Sn等合金元素,制备了3种阳极性铝合金镀层:Al–5%Zn–0.02%In、Al–4%Zn–0.06%Sn及Al–5%Zn–0.06%Sn。使用光学显微镜、3.5%Na Cl全浸腐蚀试验及电化学工作站检测了所得铝合金镀层的组织及性能,并与纯铝、纯锌及55%Al–43.4%Zn–1.6%Si镀层进行了对比。结果表明,镀层的最佳组成分别为Al–5%Zn–0.02%In和Al–(4%~5%)Zn–0.06%Sn。在3.5%Na Cl溶液中,其耐蚀性优于55%Al–43.4%Zn–1.6%Si镀层,而腐蚀电位相当;在Cl–浓度为零时未发生铁铝极性逆转,镀层的显微组织与纯铝镀层相同。该热浸铝合金镀层的热浸镀工艺与热浸镀铝完全相同,使用热浸镀铝的设备及工艺即可实现工业生产。     

稀土铈对热浸镀锌层耐蚀性能的影响

在锌浴中分别添加不同质量分数(0.00%~0.12%)的稀土Ce,获得了热浸镀Zn–Ce镀层。采用扫描电镜观察不同镀层的截面形貌,通过中性盐雾试验和测量电化学极化曲线及电化学阻抗谱,研究了Ce对锌镀层耐蚀性的影响。结果表明,稀土Ce对镀层结构无影响,但可在一定程度上控制Zn–Ce镀层的超厚生长。与纯锌镀层相比,Zn–Ce镀层经中性盐雾试验8 h后的白锈面积较小,且出现红锈的时间也延后,在5%NaCl溶液中的自腐蚀电位更正,电化学阻抗也更高。因此锌浴中Ce的添加可提高镀层耐蚀性。Ce的添加量为0.08%时,Zn–Ce镀层的耐蚀性最佳。     

次磷酸钠对锌–镍合金电沉积和镀层耐蚀性的影响

在乙酸盐-铵盐体系电镀锌–镍合金镀液配方中添加次磷酸钠,以45钢为基体电沉积锌–镍–磷合金。通过循环伏安法和小槽电镀实验研究了pH、温度和电流密度对镀层成分的影响,采用扫描电镜、能谱、X射线荧光、X射线衍射等技术对镀层形貌和微观组织进行表征,采用Tafel极化曲线和电化学阻抗谱对镀层的耐蚀性进行测试。结果表明:在不含主盐的基础镀液中,次磷酸钠的P不能被还原出来,而次磷酸钠与Zn²⁺、Ni²⁺共存时有助于Ni的沉积,对Zn的沉积无明显影响;温度升高则镀层中Zn减少,Ni和P增多;降低pH有利于锌–镍共沉积;镀层的P含量随电流密度增大而减少。P元素的掺入能完全消除锌-镍合金的裂纹,细化镀层晶粒。低P含量(P质量分数低于1%)的锌–镍–磷合金镀层具有比高P含量(P质量分数大于10%)的镀层更好的耐蚀性。     

丁二酸钠对化学镀Ni-P合金镀层的影响

采用化学镀方法在Q235钢表面施镀Ni-P合金镀层,研究丁二酸钠对Ni-P合金镀层沉积速率、组织和P含量的影响,探究镀液中丁二酸钠的最佳浓度。结果发现,当Ni-P合金镀液中丁二酸钠质量浓度达到18 g/L时,镀层连续致密,表面平整,胞状组织尺寸较小,镀层的质量最好;随着丁二酸钠用量的增加,沉积速率呈现先增大后减小的趋势,当丁二酸钠质量浓度达到18 g/L时,沉积速率达到最大值12.785μm/h;镀层中P的质量分数为10.87%。     

锌-镍合金钢的表面结构和涂装性能

以电镀Zn–Ni合金钢为基体进行电泳涂装，以研究其涂装性能。采用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP)、扫描电镜(SEM)、光学轮廓仪(OP)、X射线衍射仪(XRD)和辉光放电光谱仪(GDS)分析了Zn–Ni合金镀层的化学成分、微观形貌、相结构和元素分布；通过电位-时间曲线测量，分析了Zn–Ni合金镀层磷化反应的动力学过程；根据汽车板的性能要求，检测了Zn–Ni合金镀层表面电泳漆膜的各项性能。结果表明，Zn–Ni合金镀层的Ni质量分数为12.30%，呈单一γ物相Ni₂Zn₁₁结构，但表面不够平整、致密；Zn–Ni合金镀层磷化反应的二级动力学平衡常数为2.0 m²/(g·s)，平衡状态时的膜重为3.03 g/m²，决定系数为0.79，磷化膜均匀致密；电泳漆膜的附着力为0级，耐蚀性、抗石击性和耐湿性均良好。     

Zn-Ni合金镀层中Ni含量影响因素及镀层耐蚀性

研究了碱性Zn-Ni合金电镀工艺,采用扫描电镜、极化曲线、交流阻抗及浸泡试验测定了镀液温度、电流密度及镀液组成等因素对镀层表面形貌、镀层中Ni含量及耐蚀性能的影响.结果表明:温度和电流密度对镀层中Ni含量的影响不大;镀层中Ni含量随着镀液中Ni2+与Zn2+质量浓度比的升高而增大.随着镀层中Ni质量分数的增加,镀层颗粒越来越细致、均匀;在5%NaCl溶液中的电化学腐蚀行为表明:Ni的质量分数为13%的合金镀层具有最佳的耐蚀性.