前言

鎂合金具有質(zhì)量輕、比強(qiáng)度高、耐沖擊、電磁屏蔽性好以及易回收等特點(diǎn)，在汽車和電子領(lǐng)域中有著較大的應(yīng)用潛力。然而，鎂合金非?；顫?，在使用環(huán)境中極易發(fā)生腐蝕現(xiàn)象，使其應(yīng)用受到限制。為此，人們已采用多種方法對鎂合金進(jìn)行表面處理。化學(xué)鍍是提高鎂合金耐蝕性的主要方法之-。在對鎂合金進(jìn)行化學(xué)鍍之前，需要對其進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)處理?；罨穷A(yù)處理的步驟之一，其目的是去除工件表面的氧化物及酸洗后附著在工件表面的殘留物?；罨瘯r間是一個重要的參數(shù)，但很少有人研究活化時間對化學(xué)鍍層性能的影響。本文考察了活化時間對鎂合金化學(xué)鍍鎳層沉積速率、表面形貌、顯微硬度及耐蝕性的影響，確定了最佳的活化時間，并獲得了性能較好的化學(xué)鍍鎳層。

1 實驗

1.1 實驗材料

實驗所用的基體材料為AZ 31鎂合金。

1.2 工藝流程

切割試樣—一180#砂紙打磨-320#砂紙打磨—一600#砂紙打磨--800#砂紙打磨—一1 000#砂紙打磨—一丙酮除油—一吹干—一稱重—一酸洗—一活化—一化學(xué)鍍鎳—一烘干

1.3主要工序說明

(1)酸洗

Cr03 120 g/L，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為68%的HN03 110mL/L，室溫，50 s。

(2)活化

質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的HF 380 mL/L，室溫，1～15 min。

(3)化學(xué)鍍鎳

堿式碳酸鎳14 g/L，次磷酸鈉23 g/L，檸檬酸6 g/L，氟化氫銨11 g/L，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的HF12 mL/L,pH值6.5,85℃,60 min。

1.4性能檢測

(1)采用德國Leica金相顯微鏡觀察不同活化時間下所得鍍鎳層的表面形貌。

(2)采用HXD-1000TMC/LCD型顯微硬度計測試鍍層的顯微硬度，載荷為0. 25 N，時間為10 s。

(3)采用室內(nèi)浸泡法對鍍鎳層的耐蝕性進(jìn)行測試，將鎂合金基體和鍍鎳層經(jīng)脫脂處理后，放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5%的NaCl溶液中浸泡72 h，吹干，稱重，計算腐蝕速率。

2 結(jié)果與討論

2.1 活化時間對鍍層沉積速率的影響

表1為活化時間對鍍層沉積速率的影響。由表1可知：當(dāng)活化時間由1 min增加到15 min時，沉積速率變化不大。

2.2活化時間對鍍層表面形貌的影響

圖1為活化時間對鍍層表面形貌的影響。由圖1可知：當(dāng)活化時間為1 min時，鍍層表面胞狀物大小差異較大，部分位置處胞狀物聚集且出現(xiàn)氣泡，鍍層表面質(zhì)量相對較差;當(dāng)活化時間為5 min時，胞狀物變得細(xì)小，分布趨于均勻，缺陷數(shù)量明顯減少，此時鍍層質(zhì)量最佳;當(dāng)活化時間增加到10～15 min時，胞狀物又明顯增大，均勻性較差，缺陷數(shù)量又明顯增多，鍍層表面質(zhì)量下降。其原因為活化時間太短，沒有將試樣表面的氧化物及酸洗后附著在工件表面的殘留物去除干凈，從而對下一步實驗造成影響;而活化時間過長，易使鎂合金表面受到腐蝕，也會對鍍層的最終質(zhì)量造成影響。

2.3活化時間對鍍層顯微硬度的影響

圖2為活化時間對鍍層顯微硬度的影響。由圖2可知：鎂合金基體的對角線長度最長，顯微硬度最低;而鎂合金基體上沉積了鍍層以后，對角線長度明顯減小，鍍層的顯微硬度提高;當(dāng)活化時間為5 min時，對角線長度最短，鍍層的顯微硬度達(dá)到了最大值;而后，繼續(xù)增加活化時間，對角線長度又逐漸增大，鍍層的顯微硬度又開始降低。

2.4活化時間對鍍層耐蝕性的影響

圖3為活化時間對鍍層耐蝕性的影響。由圖3可知：當(dāng)活化時間為5min時，鍍層耐蝕性最好。這是因為此時鍍層的表面質(zhì)量最好，缺陷數(shù)量最少，難以形成微電池，從而保證了鍍層具有良好的耐蝕性。

3 結(jié)論

在鎂合金表面制備化學(xué)鍍鎳層時，當(dāng)活化時間由1min增加到15 min時，鍍層的沉積速率變化不大，仍具有工業(yè)應(yīng)用價值。當(dāng)活化時間為5 min時，鍍層表面的胞狀物較為細(xì)小，分布較為均勻，缺陷數(shù)量較少，此時鍍層的顯微硬度最高、耐蝕性最好。