2024铝合金浸锌工艺研究

试验研究了浸锌工艺及溶液组成对2024铝合金基体浸锌层及电镀镍层外观和结合力的影响,优化了浸锌液的组成及工艺条件.发现良好的浸锌层是提高镀层与基体结合力的关键.     

镁合金表面化学镀镍前处理工艺的研究进展

镁合金作为最轻的金属结构材料,具有密度低、比强度高、弹性模量大等优势,在航天航空、汽车工业、电子通讯等领域广泛应用,但其化学性质非常活泼,在常温下很容易发生腐蚀,严重限制了其进一步推广应用。化学镀镍具有镀层致密、环境友好等优点,可有效提高镁合金的耐蚀性和耐磨性,但与普通基体相比,镁合金属于难镀金属,化学镀镍前既要去除基体表面原有的疏松多孔的氧化膜,又要生成具有保护和催化作用的新膜层,因此前处理工艺是影响镀层质量及镁合金防腐性能提高的关键因素。以化学镀镍前处理工艺为研究内容,介绍了镁合金化学镀镍前处理工艺的国内外研究现状,从除油、酸洗、活化、浸锌法、预镀层和化学转化膜等方面进行了文献综述和分析,指出相应工艺的优缺点,并探讨了研发方向。根据前处理技术的机理和不同牌号镁合金的特点,研发工艺简单、镀层性能优良、可控性强、环境友好、通用性强的低成本工艺,将是镁合金化学镀镍前处理的研究方向和发展趋势。     

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.     

镁合金浸锌前处理对化学镀镍层的影响

目的优化出镁合金浸锌前处理的处理液络合剂及工艺条件。方法研究镁合金浸锌前处理处理液的络合剂,确定出适用的络合剂,并在最佳络合剂的条件下,研究前处理液pH值和温度的变化对化学镀镍层的影响。采用电化学测试、扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对化学镀镍层进行耐蚀性评价,并对其微观形貌进行表征,确定出最佳络合剂和工艺条件。结果通过对镀镍层厚度的测量及SEM微观形貌观测,确定最优的前处理液络合剂为苹果酸。在该条件下确定最佳的工艺条件为:pH=10,温度80℃。所制得的化学镀镍层的自腐蚀电位为-0.6 V,与镁合金基体的腐蚀电位-1.47 V相比,提高了0.87 V,腐蚀电流密度由镁合金基体的1.26×10~(-4) A/cm~2下降到1.26×10~(-6) A/cm~2,自腐蚀电流密度降低了2个数量级。镀层的钝化区间在-0.6~0.2 V,且结合力好,外形美观。结论镁合金浸锌前处理处理液的最佳络合剂为苹果酸,最佳工艺条件为pH=10、温度80℃。     

前处理工艺对AZ91D镁合金直接化学镀的影响

通过不同的酸洗配方工艺,对比讨论了前处理工艺对AZ91D镁合金直接化学镀镍(DEN)的沉积速率及镀层与基底结合性能的影响。结果表明,AZ91D镁合金表面活化后,虽然粗糙界面由于更多的结合点和更大的机械互锁作用,能提高镀层与基体间的结合力,但是镀层结合的致密程度对结合力的影响作用更为显著。以磷酸和氟化钾为酸洗配方的前处理工艺,更适合AZ91D镁合金直接化学镀。     

镁合金电镀锌前处理工艺

通过组织分析和性能检测研究了AZ31镁合金表面电镀锌的前处理工艺.结果表明:按活化、一次浸锌、退镀、二次浸锌的工艺,得到了均匀致密的浸锌层,其裸露的单质锌作为形核核心,促进了后续电镀.得到的镀锌层平整致密、外形美观,与基体结合力强,有效地提高了镁合金表面装饰性、抗腐蚀性和显微硬度.     

A231镁合金化学镀工艺研究

研究了在挤压态AZ31镁合金表面直接化学镀镍工艺.通过扫描电镜(SEM)和X射线衍射技术(XRD)对镀层组织结构及形貌和磷含量进行了检测分析,并对化学镀层表面进行了显微硬度和镀层与镁合金基体的结合力测试.结果表明:得到的Ni-P镀层均匀、致密、无明显缺陷,其平均沉积速度约为0.32μm /min,平均显微硬度约为566HV,所含磷的质量分数为9.77%.前处理过程中的酸洗步骤使镁合金基体产生略为粗糙的表面,从而改善了镀层和基体之间机械咬合的作用,增加了镀层的结合力,结合力约为22N.     

AZ91D镁合金表面化学镀镍工艺的研究

研究了以NiSO4·6H2O为主盐在AZ91D镁合金表面进行化学镀镍及其电化学原理,比较了浸锌和不浸锌施镀对镀镍层的影响.结果表明AZ91D经过浸锌处理后施镀Ni-P层更容易沉积,通过二次浸锌后获得的化学镀镍层致密、平整,对镁合金基体有较好的保护作用.     

前处理工艺对钛合金化学镀镍层结合力的影响探讨

化学镀镍作为一种经济适用的材料表面处理技术,已经广泛应用于各个领域,钛及钛合金表面化学镀镍可提高其表面硬度、耐蚀性及耐磨性。镀层与基体材料的结合力是衡量化学镀件质量的重要指标之一,而前处理工艺对化学镀镍层结合力起到决定性的影响。本文结合近期研究成果,探讨了除油、酸洗、活化及其它特殊前处理工艺对钛合金化学镀镍层结合力的影响。     

镁合金AZ91表面化学镀镍层的制备及性能研究

为了优化镁合金表面化学镀镍工艺,降低施镀过程中的污染,研究了AZ91镁合金表面直接化学镀镍工艺,并应用SEM对镀层表面形貌进行观察,通过EDS及XRD对镀层成分及物相进行了分析,采用划线划格法、静态浸泡法分别对镀层与镁合金基体的结合力、镀层的防腐蚀性能进行了分析.研究结果表明:AZ91镁合金表面可通过直接化学镀镍获得结合力良好、表面硬度较高的镍镀层.镀层的成分分析显示:由于NaH2PO2发生自身氧化还原反应,镀层中存在少量P.在3.5%NaCl溶液中的静态腐蚀试验结果表明:镀层的耐腐蚀性能良好,对合金基体可以起到较好的防护作用.     

Laser texturing as an alternative to grit blasting for improved coating adhesion on AZ91D magnesium alloy

Substrate preparation plays an important role in the performance of thermal spray coating, especially on softer materials like magnesium and aluminium alloys. Conventional substrate preparation methods such as grit blasting may not be the most suitable choice due to grit embedding, lower coating adhesion strength and environmental concerns. Laser texturing can be an attractive alternative to the grit blasting method for such materials. AZ91D substrate was prepared for thermal spray coating using grit blasting and laser texturing techniques. WC-12Co powder was thermally sprayed on AZ91D magnesium alloy using the high-velocity oxygen fuel technique. The adhesion strength of the coating, thus produced, was determined using the ASTM 633C adhesion strength test. Scanning electron microscopy was used to investigate substrate morphology and to qualitatively analyse substrate and coating interface. X-ray diffraction was used to identify phase compositions. The coating was characterised for roughness, porosity, micro-hardness and fracture toughness. Laser texturing as a substrate preparation technique has been able to produce well-adhered coatings, with adhesion strength of 45.6?MPa, and comparable coating characteristics with those of the grit blasting technique.     

硅烷增强镁合金防腐有机涂层的研究

为了提高镁合金的耐腐蚀性能,结合硅烷处理和胶粘涂层技术在AZ31镁合金表面制备了环氧防腐涂层。通过扫描电镜对涂层表面形貌进行观察,采用划格法、浸泡法及盐雾试验等分析镁合金表面硅烷处理对有机涂层的附着力及耐蚀性的影响。研究结果表明：采用KH-550型硅烷进行处理后,镁合金基体与有机涂层之间形成化学键,涂层与基体结合牢固,附着力为1级,耐饱和盐水23d不起泡。硅烷处理明显提高了有机涂层对基体的附着力和耐蚀性,因此,硅烷＋胶粘涂层的方法可用于镁舍金的表面防腐。     

AZ91D镁合金的化学镀镍

使用硫酸镍作为化学镀镍磷镀液的主盐,直接在AZ91D镁合金基体上化学镀镍.使用扫描电镜和X射线衍射技术分析镀层的表面形貌和组织.化学镀镍磷镀层是致密的,无明显缺陷,其磷含量约为372 mass%.化学镀镍磷镀层的显微硬度值约为660 VHN,化学镀镍的沉积速度为23 μm/h.前处理过程中的酸洗步骤使镁合金基体产生粗糙的表面,从而使镀层和基体之间起到了互锁的作用,增加了镀层的结合力.     

一种具有自粘附性能的超疏水自清洁涂层制备方法

目的提高超疏水涂层的粘附性、表面强度及耐磨性,精简制备工艺,并解决制备中存在的不环保问题。方法将SPK胶水和疏水性二氧化硅纳米粒子作为原料,采用简单喷涂工艺制备了具有自粘附性能的超疏水涂层,通过水的接触角测量、粘附力测试、耐磨性测试、涂层自清洁效果测试,分别评价涂层的润湿性、粘附力、耐磨性、自清洁效果,并通过扫描电子显微镜对喷涂前后涂层的形貌及元素组成变化进行分析。结果制备的涂层接触角为150.5°。在电子万能试验机作用下,涂层粘附玻璃样片的最大拉伸剪切强度为1.45 MPa,粘附打磨光滑的45钢样片,最大拉伸剪切强度可达1.69 MPa,粘附性良好。受力涂层在砂纸上拖行120 cm后,表面润湿性仍为超疏水。覆盖有涂层的照片,表面光滑平整,不影响照片本身的清晰度,当混合污染物滴落在图片表面时难以浸润入,并沿着表面流走。结论制备的涂层具有超疏水特性。该涂层对基底具有强粘附性,且涂层粘附力与胶粘附力有关,如果使用粘附力更强的胶,涂层的粘附力可继续提升。涂层具有良好的耐磨性且超疏水效果稳定。由于涂层的超疏水特性,附着在其表面的混合污染物难以浸润入基底,可以很好地保护基底表面。     

AZ91D镁合金表面转化膜腐蚀及防护涂层性能研究

采用高锰酸盐、钼酸盐、锡酸盐转化液分别对AZ91D镁合金进行表面化学转化,得到三种不同的化学转化膜。分别通过SEM、EDS和全浸试验研究不同转化膜的表面微观形貌、成分和腐蚀率,通过划格法和中性盐雾试验法研究转化膜外部有机涂层的附着性能和耐蚀性能。结果表明,高锰酸盐和钼酸盐转化膜表面具有大量微细裂纹,锡酸盐转化膜表面呈鱼鳞状,均为后续涂装提供了具有一定粗糙度的表面。锡酸盐转化膜的耐蚀性最好,高锰酸盐转化后并涂层的附着力和耐蚀性能最好。     

AZ31镁合金电镀前处理工艺研究

采用扫描电子显微分析、失重实验等手段和方法探讨AZ31镁合金电镀前处理工艺。结果表明,采用CrO₃+Fe(NO₃)₃+KF酸洗后试样表面光亮,基本无失重;采用H₃PO₄+NH4HF活化,可有效去除试样表层氧化物,增强基体和浸锌层的结合力;采用硫酸盐浸锌工艺可获得致密的浸锌层。通过分析温度、电流密度、pH值对浸锌层的影响规律,获得了最佳的浸锌工艺：30g/L ZnSO_4?7H₂O, 150 g/L K₄P₂O₇10H₂O,7 g/L KF, 5g/L Na₂CO₃, 温度70℃～75℃, pH=10.2～10.4 ,浸锌时间10 min。在此前处理基础上电镀锌,镀层和基体结合力较好。     

镁合金表面冷喷涂层防护研究进展

镁合金作为最轻质的金属结构材料,由于其密度低和比强度高等优良的物理和力学性能,在航空、航天、汽车以及电子等领域引起广泛关注。然而,镁合金化学性质活泼、耐腐蚀和耐磨损性差等缺点严重制约其进一步应用。近些年发展起来的冷喷涂技术,在固态下制备涂层,涂层致密且与基体结合良好,因此可为镁合金表面防护提供一种新的有效方法。主要综述了镁合金表面冷喷涂耐腐蚀涂层(纯铝、铝合金和复合材料涂层)和耐磨损涂层(合金和复合材料涂层),论述了影响冷喷涂层耐腐蚀、耐磨损以及其他力学性能(硬度和涂层/基体结合强度)的主要因素,包括杂质元素含量、合金种类以及复合材料涂层中陶瓷颗粒含量、尺寸和形貌等。对比了几种常用表面处理技术制备的纯铝涂层的耐腐蚀性能,并阐述了冷喷涂技术在镁合金表面防护方面的优势。此外,还分析了热处理对冷喷涂纯铝和复合材料涂层耐蚀性的影响。最后提出了目前冷喷涂技术在镁合金防护方面的局限性以及发展难题,对未来研究趋势进行了展望。     

Comparison in characterization of composite and sol-gel coating on AZ31 magnesium alloy

An Al2O3 protective coating on magnesium alloy AZ31 was prepared by a repeated direct sol-gel process annealing at 300℃and a composite coating was also deposited using Al2O3 particles dispersed sol followed by phosphating treatment and annealing at 300℃.The morphologies,structures and critical adhesive loads as well as corrosion properties of the coatings were comparatively investigated by scanning electron microscopy(SEM),X-ray diffractometry(XRD),nanoscratch test and electrochemical measurement.The results show that the composite coating has a more uniform,crack-free layer and improved adhesion to the substrate as compared with that of the repeated direct sol-gel coating owing to its lower heat strain.The main phases in both coatings consist ofγ-Al2O3 andδ-Al2O3 derived from annealed alumina sol,and the composite coating has an anticorrosion performance which is superior to that of the repeated direct sol-gel coating.     

A new method for electroless Ni-P plating on AZ31 magnesium alloy

Coating Ni-P films on AZ31 magnesium alloys via electroless plating and organic coatings (organsilicon heat-resisting varnish), was studied. An organic coating was proposed as the interlayer between Ni-P coating and AZ31magnesium alloy substrate, to replace the traditional chromium oxide plus HF pretreatment. The Ni-P deposited on the interlayer was also characterized by its structure, morphology and corrosion-resistance. The interlayer on the substrate not only reduces the corrosion of magnesium during Ni-P plating process, but also reduces the potential difference between the matrix and the second phase. The result of the cross-cut test indicates the adhesion between the substrate and the interlayer is good enough. A Ni-P film with fine and dense structure was obtained on the AZ31 magnesium alloy. The electrochemical measurements show that the sample with Ni-P film exhibits lower corrosion current density and more positive corrosion potential than the substrate. Furthermore, the Ni-P coating on the AZ31 magnesium alloy exhibits high corrosion resistance in the rapid corrosion test illustrated in this paper. The method proposed in this work is environmentally friendly: no fluoride or hexacalent chromium compounds are used. In addition, it provides a new concept for plating the metals, which are considered difficult to plate due to high reactivity.