AZ 91D镁合金化学镀镍前处理工艺研究
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AZ91D镁合金镁合金具有密度小,良好的切削加工性、尺寸稳定性、铸造成型性及表面装饰性等诸多优点而受到广泛关注。
但镁合金变形困难,耐热和耐蚀性差,再加上系统研究镁合金的历史还比较短,因此基础研究明显滞后于应用。
AZ91D镁合金是开发最早、应用最为广泛的镁合金之一。
为不断扩大该合金的产业化应用,国内外从多个方面开展了大量工作.但总体来说缺乏系统性。
国内外有关AZ91D镁合金组织与合金相、力学性能、表面处理技术和加工工艺方面的最新研究进展,以期抛砖引玉,推动AZ91D镁合金的深入发展。
1、组织与合金相1.1 铸态组织及合金相一般认为铸态AZ91D镁合金主要由α-Mg、离异β-Mg17Al12相和共晶组织(α-Mg+β-Mg17Al12)组成,共晶组织(α+β)主要分布在晶界,呈薄片状或层状。
而离异β相则主要分布在晶体内部。
有研究表明,在Mg-AI合金中Al存在明显的偏析。
从晶粒内部至晶界逐渐增加.但未见详细分析。
晶界区域的富铝区实际为共晶组织(α+β)中的仅相。
其铝含量略低于β相的铝含量而不足以进一步形成β相,最终以共晶相形式长大。
可以推断其铝含量必然高于初生仅的铝含量。
已有研究者在AM50镁合金中观察到了类似的组织。
离异β相的形成与非平衡凝固有关,在晶体内部的某些区域。
在快速凝固过程中铝元素来不及扩散至晶界附近。
首先形成了β相,而此时的共晶仅相与初生仅相混合在一起,呈现出离异共晶的形态。
可以推测。
如果冷却速度进一步加快。
共晶组织和离异组织都会被抑制。
徐春杰等通过对比常规凝固和快速凝固薄带AZ91D镁合金的差热分析曲线证实了这一推断。
研究发现,前者在450℃左右有明显的DTA峰(β相的熔化峰),而后者组织为单相过饱和a固溶体.无明显的DTA峰。
Mn在AZ91合金中主要以固溶和形成金属间化合物两种形态存在。
据报道Mg-Al系镁合金中的Al-Mn金属间化合物主要有Al6Mn、Al4Mn、AlMn及Al8Mn5四种,形状主要有针状、十字状、花朵状及颗粒状;大小为0.1-30um。
镁合金化学镀镍工艺的研究综述作者:郑忠来源:《科学与财富》2016年第34期(西北民族大学化工学院)摘要:由于镁合金和铝合金是轻质工程材料,并具有许多优良性能,如密度小,强度高,易于压力加工等特点,在军工、汽车、航空航天,摩托和电子通讯等行业中得到广泛的应用,成为一种常用的结构材料。
本文综述镁合金化学镀镍工艺的研究进展及其最新技术。
关键词:镁合金;镀镍;进展镁合金的性质镁合金是一种轻质合金材料,是最轻的结构工程材料,具有优异的减震以及导热性能,对电磁干扰具有优良的屏蔽作用,并可回收利用。
镁合金具有许多这些优良的物理和机械性能,能够满足各行各业应用的要求,与目前的其它的主流材料相比,具有如下几个独特的优点:(1)镁的密度是1.74g·cm3,作为常用金属材料中最轻的一种工程金属材料,很适合制造壳体类制品;镁合金的密度约为铝的2/3,钢铁,锌的1/4左右。
同样的零部件,锡制品的质量是镁合金制品的三倍,钢制品是镁合金制品的两倍。
这一特性能够极大地推动轻型手提类产品的发展以及降低车辆等机械的耗能。
(2)机械加工性能以及热成型性能优异。
易于加工且长期使用不易变形。
镁合金特殊的晶体结构使Mg合金具有特殊的机加性能。
(3)可回收。
废旧镁合金铸件可再熔化,并作为AZ91D,AM60或AM50的二次材料进行铸造。
这种特点即符合环保要求,又使其比塑胶等材料更具有吸引力。
镁合金可再生利用的特性不仅节约大量资源,还符合环保要求。
(4)比强度高和比刚度大。
镁合金的比强度不仅高于某些高强度钢,甚至比铝合金高。
在同等刚性条件下,1kg镁合金的坚固程度等于18kg铝和2.1kg钢。
镁合金具有较高的比强度高和比刚度。
(5)镁合金比铝合金有更大的承受冲击载荷的能力,能量衰减系数大。
在35~100MPa 应力下,镁合金的衰减系数是铝合金的15~25倍,可以作为汽车方向盘及所有转向系统的理想组成材料。
镁合金具有极佳的减震性能,是汽车和摩托车等交通工具理想的材料。
镁合金化学镀镍及多层复合镀层研究的开题报告一、研究背景及意义镁合金作为一种轻质、高强度、耐腐蚀、易加工的新型材料,已经广泛应用于汽车、航空航天、军工等领域。
然而,由于其表面易受到氧化、腐蚀等影响,使得其应用面临一定的困难。
因此,为了进一步提高镁合金的表面性能,需要开展相关研究,其中包括化学镀镍及多层复合镀层技术的研究。
化学镀镍技术以其良好的防腐性、耐磨性等优点,被广泛应用于各个领域。
在镁合金表面化学镀镍可以提高其表面的综合性能和质量,且通过控制镀液组分和工艺参数,可以获得不同的表面处理效果,为镁合金应用提供了更多的可能性。
多层复合镀层技术将不同的金属或合金镀层分层成多层,可以将不同材料的性能优势充分地发挥出来。
在镁合金表面多层复合镀层研究中,通过选择合适的镀液组分和制定适当的工艺参数,可以获得不同组合的多层复合镀层,并得到理想的表面效果,可用于提高镁合金表面的耐腐蚀性、抗磨性和耐高温等性能。
因此,针对镁合金表面化学镀镍及多层复合镀层技术的研究,有着重要的学术和实际应用价值。
二、研究内容及研究方法(1)研究内容:1. 了解镁合金表面化学镀镍的机理和影响因素,确定最佳的化学镀镍工艺参数,提高镀层的质量和表面效果。
2. 研究镁合金表面多层复合镀层的制备工艺条件,确定镀液组分和工艺参数,以得到高质量、具有优异性能的复合镀层。
(2)研究方法:1. 通过文献资料和分析镁合金表面化学镀镍的机理和影响因素,建立化学镀镍的反应模型,设计化学镀镍的实验方案,调节各项工艺参数,确定最佳的镀液组分和镀镍工艺。
2. 设计不同的多层复合镀层实验方案,探讨不同材料组合下的复合镀层性能,并通过表面形貌观察、物理性质测试等方法对复合镀层进行表征和分析,寻求应用于镁合金表面的最优多层复合镀层技术。
三、预期研究结果及意义1. 通过对镁合金表面化学镀镍的研究,可以获得最佳的工艺参数和镀液组分,提高镀层的质量,提高镁合金的表面性能。
2. 研究镁合金表面多层复合镀层技术,可以获得不同材料组合下的复合镀层,并确定最优方案,提高镁合金的表面耐腐蚀性、抗磨性和耐高温性能。
镁及镁合金表面电镀镍工艺【摘要】本文研究了镁及镁合金机体上电镀镍的工艺。
通过特殊的前处理工艺,再利用酸性光亮镀镍的方法在镁及镁合金表面获得镍镀层。
讨论了前处理工艺、电流密度及添加剂等工艺参数对镀层质量的影响。
在此工艺条件下,可以在镁和镁合金表面形成致密度高、空隙率低、结合强度好且硬度高的合金镀层。
镀层镍含量超过96%,镀态硬度为HV370,在250℃时效时,硬度可达HV510,磨损率达到31×10-6mm3/min,比镁机体有显著提高。
【关键词】镁及镁合金电镀镍前处理工艺参数0 引言镁具有比强度高、密度小等优异性能,作为结构材料使用有着潜在而广阔的前景,但镁合金化学活性高、耐蚀性差的缺点又制约其发挥优势的主要因素,因此,适当的表面处理以增强镁合金的耐蚀性具有重要的现实意义。
本文根据镁合金表面特点及各种防护措施的利弊,通过多次试验,研究出一种无氰化物、无氟化物的环保型电镀工艺。
试验表明:此工艺可操作性强,工艺合理;获得镍镀层均匀、光亮,与机体结合力达到国标,其耐磨性和耐蚀性与镁合金其他防护处理相比大大增强。
1 试验材料和工艺流程试验材料为AM50,试样尺寸为50m m×5mm×20mm.镀层制备工艺流程如下:铸造镁合金→时效处理→磨制→脱脂→热水洗→流水洗→弱酸中和→出光→流水冲洗→活化→流水冲洗→预镀→水洗→电镀镍→封闭处理→干燥2 工艺过程2.1电镀前处理镀层和机体主要依靠机械附着力、分子间力和金属键力相结合。
因此机体表面情况直接影响到镀层与机体的结合程度是否良好。
当机体表面粗糙、有锈斑或有油污时,可能会导致镀层不平滑、不光亮、结合不牢固及耐蚀性降低;若机体表面不洁净或处理不当,可能导致镀层脱壳、起泡和花斑;若机体表面有气孔、砂眼或裂缝等,可能导致镀层有黑斑、泛白点、鼓泡;若机体表面有灰尘或粘有金属粉末。
会导致镀层毛刺、小结瘤,脱落后使镀层产生小孔。
由此可见,在电镀正式进行之前,必须做好电镀前的处理工作,才能保证电镀成果满足需求者的要求。
镁合金镀镍方法有些应用,基体金属表面有孔或者部件复杂,那就必须提高闪镀铜最低厚度。
铸件有空隙并且随后要在酸性槽中电镀,那么闪镀铜镀层就要厚一些。
电镀的时候开始电流密度为3~4安每平方分米,时间在半分钟到一分钟之间,而后降为1.5~2.5安每平方分米。
在大电流密度下延长电镀时间会导致附着力变差和出现鼓泡,闪镀铜层实际上可以再镀任何金属。
为了防止浸锌层破坏,再镀铜的时候禁止充气。
为了防止插入溶液未通电前期间在锌层上出现镀铜,零件应该预先带0.5~1伏电压再插入镀铜槽,当零件放好后,则增大电流密度达到规定值。
镁合金镀镍方法镁合金直接镀镍必须经过两步酸蚀处理,第一步是铬酸硝酸溶液,第二步是氢氟酸溶液。
镁合金预处理一般均采用化学浸湿方法。
采用酸性氟化物溶液电镀或者化学镀或者化学镀均可以制备镍底层。
经过两种酸洗处理表面的电镀镍层表面比较粗糙,没有浸锌层那样光亮和平滑,但是和锌底层一样,镍底层也可以进行任何标准电镀,包括镀铬、锌、铜、黄铜、镍、黑镍、铬、金、银和铑。
还可以在镀锌层上化学镀银、铜等。
然而酸性化学镀镍只在可焊性、硬度和耐普通环境的腐蚀方面是可以的,但是最终镀层附着性和耐蚀性不能达到最大的要求。
在严重腐蚀环境中,如烟雾,镀层的固有空隙及镍和镁间的强电偶作用导致镁合金基体快递穿透,因此工业上酸性化学镀镍都先浸锌再镀一层铜来取代铬酸预处理。
浸锌处理要求极高,因为它决定了随后铜镀层的均匀性和完整性,它的任何缺陷都将导致进一步处理失去作用。
浸锌工艺对每种合金及其制品都西药进行调整。
酸性化学镀镍槽液必须按照以下工艺正确配制:先向槽中加入总水量的十分之一,加入氢氟酸,然后,在室温搅拌下缓慢加入碱式碳酸镍,生成镍酸性氟化物。
上述完成后,加入其余的水。
依次加入柠檬酸、次亚磷酸钠。
加氢氧化氨调PH值初始为6.5,在化学镀过程中周期性提高PH值。
触变成形az91d镁合金的固溶和时效热处理研究触变成形az91d镁合金是一种通过镁合金半固态浆料进行触变成形制备得到的高性能镁合金,具有优异的力学性能和成形性能。
固溶和时效热处理是提高镁合金力学性能的重要手段,对于触变成形az91d镁合金也不例外。
在固溶处理过程中,将触变成形az91d镁合金加热至镁合金的固溶温度,保温一段时间,使合金元素充分溶解到基体中,然后快速冷却至室温,以获得过饱和固溶体。
固溶处理可以改善镁合金的塑性和韧性,同时还可以提高镁合金的强度和抗腐蚀性能。
在固溶处理过程中,应该注意控制固溶温度和保温时间,避免出现晶粒长大和过烧现象。
时效处理是将固溶处理后的触变成形az91d镁合金加热至较低温度,保温一段时间,使过饱和固溶体分解并析出强化相。
时效处理可以提高镁合金的硬度和强度,同时还可以改善镁合金的抗蠕变性能和疲劳性能。
在时效处理过程中,应该注意控制时效温度和保温时间,避免出现析出相过于粗大或者析出不完全的现象。
通过优化固溶和时效热处理的工艺参数,可以进一步提高触变成形az91d 镁合金的力学性能和抗腐蚀性能。
同时,在热处理过程中应该注意保护镁合金表面不被氧化和腐蚀,以保证其综合性能和使用寿命。
最新AZ91D镁合金微弧氧化处理工艺及膜层组织和性能研究一、引言AZ91D镁合金作为一种轻质、高强度的结构材料,在航空航天、汽车制造、电子通讯等领域具有广泛的应用前景。
然而,其较差的耐腐蚀性能限制了其应用范围。
微弧氧化(MAO)作为一种有效的表面处理技术,可在AZ91D镁合金表面形成一层致密的陶瓷膜,显著提高其耐腐蚀性能。
本文针对最新AZ91D镁合金微弧氧化处理工艺,探讨膜层组织和性能之间的关系。
二、实验材料与方法1.实验材料本实验选用AZ91D镁合金作为研究对象,其化学成分如下表所示:| 元素 | Mg | Al | Zn | Mn | Si | Cu | Fe | Ni | Be || | | | | | | | | | || 含量(%) | 89.69 | 9.03 | 0.73 | 0.19 | 0.02 | 0.002 | 0.002 | 0.002 | 0.0005 |2.微弧氧化处理工艺将AZ91D镁合金试样进行预处理,包括打磨、抛光、清洗等步骤。
然后,采用微弧氧化电源对试样进行微弧氧化处理。
实验过程中,通过调整电压、时间等参数,研究不同工艺条件对膜层组织和性能的影响。
具体工艺参数如下:电压:300500V时间:515min电解液:磷酸盐体系温度:室温3.膜层性能测试扫描电子显微镜(SEM):观察膜层表面形貌和截面结构。
X射线衍射仪(XRD):分析膜层物相组成。
电化学工作站:测定膜层的极化曲线,评价其耐腐蚀性能。
显微硬度计:测试膜层的硬度。
三、实验结果与分析1.微弧氧化膜层表面形貌随着电压的升高,膜层表面呈现出由微小孔洞组成的火山口状形貌。
当电压达到500V时,膜层表面孔洞数量减少,尺寸增大,呈现出较大的火山口状结构。
这表明电压对膜层表面形貌有显著影响。
2.膜层截面结构膜层截面呈现出明显的层状结构,主要由内层致密层和外层多孔层组成。
随着处理时间的延长,膜层厚度逐渐增加,内层致密层厚度占比提高。
AZ91D镁合金电子设备耐腐蚀性复合表面处理工艺技术汤曹勇【摘要】镁合金耐腐蚀性差,易氧化,严重影响了其使用寿命.针对镁合金单独零件的微弧氧化、钝化和镀镍等表面处理,开展了一系列防腐蚀性试验研究.结果表明:单独零件在先微弧氧化后油漆的复合表面处理方式下可通过GJB150A中规定的96 h盐雾试验考核.与镁合金单独零件相比,镁合金电子设备还会出现电偶腐蚀和间隙腐蚀的情况.因此,有针对性地开展了镁合金材料电子设备的防腐蚀性结构设计.结果表明:在采用微弧氧化、喷漆和Parylene气相沉积复合工艺表面处理的电子设备,成功通过GJB150.11A中规定的96 h盐雾试验考核.【期刊名称】《现代机械》【年(卷),期】2018(000)003【总页数】4页(P9-12)【关键词】镁合金;电子设备;表面防护处理;防腐蚀;96 h盐雾试验【作者】汤曹勇【作者单位】西南电子技术研究所工程设计中心,四川成都610036【正文语种】中文【中图分类】TG1470 引言镁合金作为一种金属材料,与其它金属材料相比,镁合金具有:重量轻、比强度比刚度高、阻尼性能好、良好的电屏蔽性、易切削加工等显著特点[1-2]。
正是镁合金具有上述优异的性能,因而其在航空航天领域有着广泛的应用。
虽然镁合金具有重量轻、易加工等特点,但是它在电子设备中应用面临着一个急需解决的问题:耐蚀性差,容易在盐雾及湿热环境中发生腐蚀。
镁的电极电位极低,化学性质活泼,表层钝化膜疏松多孔、脆性大,因而极易发生腐蚀而影响其寿命,从而限制了镁合金的广泛应用[3-4]。
为了提高镁合金的耐腐蚀性能,一般采用化学转化、阳极氧化和涂漆等表面处理方法,起到一定的防护效果,但耐蚀性、耐磨性不够理想[5]。
单一的表面处理后镁合金表面氧化膜致密性不够,不能满足耐腐蚀性要求。
本文在综合各种表面处理的优劣,结合航空电子设备结构需求,采用微弧氧化、喷漆、Parylene气相沉积工艺相结合的方式,设计了一种通过GJB150A盐雾96 h试验考核的军用电子产品。
AZ91D镁合金压铸工艺对表面处理的影响及表面喷
涂金属涂层研究中期报告
该报告主要研究了AZ91D镁合金压铸工艺对表面处理的影响以及表面喷涂金属涂层的情况。
以下是该报告的摘要:
1. 压铸工艺对表面质量的影响:
研究结果表明,AZ91D镁合金压铸后,表面质量会受到一定程度的影响。
具体来说,压铸过程会导致铸件表面出现气孔、裂纹甚至缺陷,表面粗糙度也会增大。
因此,为了获得高质量的镁合金零件,在压铸后需要进行表面处理,以保证零件的性能和外观质量。
2. 表面喷涂金属涂层的情况:
研究表明,使用热喷涂技术,可以在AZ91D镁合金表面形成涂层,提高表面耐磨性和抗腐蚀性。
热喷涂技术包括火焰喷涂、电弧喷涂、高速火焰喷涂等。
在测试中,使用高速火焰喷涂技术喷涂的WC/Co涂层具有较好的性能,表现出较高的硬度、高温耐磨性和抗腐蚀性。
综上所述,该研究重点关注了AZ91D镁合金压铸工艺对表面处理的影响,并探索了表面喷涂金属涂层的可能性。
未来研究将继续深入探究不同表面处理方法的性能和优劣,以支持更广泛的应用。
在硫酸盐溶液中对AZ91D镁合金进行化学镀镍磷合金摘要这篇文章研究的是从一个包含硫酸镍的镀槽中直接在AZ91D镁合金上进行化学镀镍磷合金。
镍磷合金沉积在通过XRD和SEM进行研究的镁合金的成核装置上。
化学镀镍磷合金的沉积是有一定选择性的,从AZ91D镁合金B-Mg17AL12阶段延伸到AZ91D镁合金的A阶段。
关于化学镀镍磷合金,酸侵蚀处理对AZ91D 镁合金基层的影响也被研究。
通过延长酸侵蚀处理时间,化学镀镍磷合金的沉积团变得更小,并发现镀层变得更紧凑。
化学镀镍磷合金的沉积速率是与酸侵蚀的处理时间成适当比例的。
镍磷合金覆盖层的硬度值大约是660维氏硬度并且预处理对硬度值是没有影响的。
1引言密度为1.74克每立方厘米的铁和铁合金是最轻的金属之一,因为它们有高的强度比,因此,它们被广泛地应用在航空、电力和汽车领域。
然而,由于它们弱的腐蚀性和低的抗磨损等可能产生不良效果的特性,使关于镁合金的申请受到限制。
镁合金的耐腐蚀性决定于它们的冶金技术和环境因素。
冶金技术的影响和一些创造性的合成比较技术提供了一种有效的方法来改善镁合金的抗腐蚀性。
另一种有效的阻止镁合金腐蚀的方法是涂上一层基层材料。
因为镁是电化学活性最活跃的金属之一,基本的涂层,例如镍、铜和锌涂层,仅仅能对镁的基层的腐蚀提供一种物理障碍。
因此,镁合金上的涂层应该尽可能的均匀一致、有粘附性和有一定的自由孔隙。
由于化学镀镍磷合金具有良好的镀覆特性,因而被发现有众多的申请在许多领域成为一个著名的商业流程,良好的涂层特性,例如高的抗腐蚀性、高的耐磨性和良好的润滑性,高的硬度和良好的延展性。
化学沉积技术的其它优点是在基层几何体上没有特殊的必需品依然能获得均匀的、一致的镀层。
然而,在难镀的基层表面上进行化学镀镍,如镁合金,在镀的过程中有许多挑战并且关于在镁合金上进行化学镀的报道是非常有限的。
此外,以前许多在镁合金上进行化学镀的报道被注释,镍离子是通过在镀槽中的碳化镍来提供镍离子。