镁合金微弧氧化

２２ 镁 合 金 微 弧 氧 化 试 验 ．
但 由于镁 合 金 的 化 学 性 能 极 为 活 泼 ，其 抗 腐 蚀 能 力 差 ．严 重地 影 响 和 限 制 了镁 合 金 在诸 多 领
我 们 的研 究 ，通 过 定 量试 验 和 验 证 ．检 验 和
域 的快 速 发 展 和 推 广应 用 。镁 合 金 必 须进 行 适 当
镁合 金 的 微 弧氧 化是 将 镁 合 金工 件 作 为 阳极 ，
置 于 电解 液 中 ，通 过 利 用 专 用 的微 弧 氧 化 电 源 ， 在 工 件 上 施 加 电压 ，在 高 温 、高 压 电场 作 用 下 ， 使工 件 表 面 的金 属 和 电解 质 溶 液 相互 作用 ，在 工 件 表 面 产 生 弧 光放 电 ，并 在热 化 学 、电化 学 和 等 离 子 化 学 的 共 同作 用 下 ，在 工件 表 面 原 位 生 成 陶
能 、双 极性 、高 频 率 微 弧 氧化 非 对 称性 脉 冲 交 流 电 源 ，其 主要 技 术 参 数 如 下 ： （ ）功 率 ：１０ Ｗ １ ０ｋ
（ ） 电 流 电 压 范 围 ：０ ２ ０ ／０ Ｖ， 可 设 定 、 可 ２ － ７ Ａ８０
技 术— — 铝 合 金 微 弧 氧 化 ，成 为 国 际 表 面 处 理 技
的表 面 防 护 处 理后 才 能使 用 。 目前 常用 的 防腐 蚀
掌 握 国 内外 经 验 和 成 果 ，再 通 过 分 析 ，结 合 生 产
实 际 ，自主创新 、攻克技术难 点 ，最 终应 用于生产 。
２２１试 验 过 程 ．．
方 法 主要 为化 学 氧化 、阳极 氧 化 、镀 铬 和 喷涂 等 ， 但 都 存 在 氧 化膜 薄 、耐 蚀 性 差 、工 艺 复杂 、成 本 较 高 和 污染 环 境 等 弊病 ，未 能 彻 底 的解 决 好 镁 合

镁合金化学镀镍层的制备及性能测试学生姓名：吴盛文张建欢严寒指导老师：王春霞摘要：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，研究了镁合金表面直接化学镀镍以及镁合金微弧氧化后化学镀镍工艺，并对两种镀层表面进行观察，以及对基体的结合力、镀层的防腐蚀性能进行进行了分析比较。

研究结果表明：镁合金表面通过直接化学镀镍获得结合力并不是良好，表面硬度并不是较高的镀镍层，而镁合金微弧氧化后化学镀镍镀层的耐腐蚀能良好，对合金基体可以起到较好的防护作用。

前言镁合金的表面处理方法很多，其中，微弧氧化后可获得较好的耐蚀性和耐磨性，但表面多孔容易被污染，不适宜一些表面技术要求美观的零件或制品，如手机，笔记本电脑外壳的应用，化学镀镍也是一种可以获得良好的耐蚀性和耐磨性的表面处理方法，但镀层一般较薄，有针孔存在，与基体结合强度较低，而且生产成本较高，如果将上述方法的优点结合起来，先进行微弧氧化在镁合金表面生成一层陶瓷氧化膜，然后进行化学镀镍，从而使镁合金表面具有优良的耐磨性，耐蚀性和美观，容易清洁的特点，扩大其应用范围。

本课题研究的是镁合金直接镀镍及镁合金微弧氧化之后化学镀镍处理的研究。

2试验2.1基材本试验所用式样为压铸镁合金，尺寸为100mm * 60mm*5mm，对式样清洗之后将式样放入干燥的环境中备用2.2实验药品及仪器表.化学直接镀镍药品和工艺参数硫酸镍NiSO4.7H2O 30g/L 次磷酸钠NaH2PO2.H2O 20g/L 无水醋酸钠CH3COONa 20g/L 柠檬酸钠NaC6H5O7.2H2O 10g/L pH 4--4.5 T 80-85℃t 60min 试验仪器:水浴加热器烧杯量筒温度计2.3化学镀镍装置2.4工艺流程镁合金化学镀镍工艺流程序号工艺药水编号配槽用量工艺参数范围最佳1 镁合金除油Mg-2411 50-60g/l75-85℃80℃4-6min 5 min 2&3 水洗X2 - -4 镁合金碱蚀Mg-2412 25%v/v58-62℃60℃1-3min 2 min 5&6 水洗X2 - -7 镁合金酸蚀Mg-2413A 25%v/v 20-30℃25℃Mg-2413B 25%v/v 1-3min 2 min 8&9 水洗X2 - -10 镁合金碱活化Mg-2414 25%v/v58-62℃60℃1-3 min 2 min 11&12 水洗X2 - -13 镁合金表调Mg-2415 25%v/v20-30℃25℃30-60Sec 45Sec 14&15&16 纯水洗X3 - -17 碱性化学镍Mg-2455A 10%v/vMg-2455B 15%v/v 50-60℃55℃Mg-2455C - pH=7-8 pH=7.5 Mg-2455D 10%v/v 8-10min 10min 氨水调pH18&19 纯水洗X2 - -20 酸性化学镍A剂60ml/L80±2℃80℃pH=4.6-4.9 4.8B剂150ml/L20-40min 30min 氨水调pH21 封闭处理铬酐钝化烘烤2.4性能测试（1）外观分析：肉眼或用观察式样镀层表面的形貌，观察式样表面是否腐蚀、致密、完整，观察式样存在缺陷。

测试 Ｚ １ 镁合 金微 弧氧化膜 的电化学阻抗谱 ， Ｅ０ 用
Ｎ ｑｉ 图表 征 微 弧 氧 化膜 的 耐腐 蚀 性 能 。 电化 学 ｙｕ ｔ ｓ 介 质采用 中性 ３５ Ｎ Ｃ 溶 液 ， 用 三 电 级 体 系 ， ．％ ａ １ 采 饱 和甘 汞 电 为极 参 比 电极 ， 板 电极 为辅 助 电极 ， 铂
研究探索当脉冲电压 ３０Ｖ 氧化时间 ２ ｉ， ０ 、 ０ｍｎ
频 率为 ４０Ｈ 时 ， ０ ｚ 占空 比为 ５ 、５ 、５ 时膜 层 ％ １％ ２ ％
金属基体结合力强、 电绝缘性好 、 光学性能优 良、 耐 热冲击、 耐磨损 、 耐腐蚀等特性 ， 且其方法简单 、 成 本低 廉 、 保 ， 环 成为 广泛 研 究 的热 点 ’ 。微 弧 氧 化 ４ Ｊ 技术在镁合金 的耐腐蚀性能方 面的研究 主要 集 中 在 ＭｇＡ （ ）ｚ ．ｌＭｎ ．ｎ系列 ＿６， 究 主要集 中在 电源 类 ５ 研 Ｉ Ｊ
＠
２ １ Ｓｉ ｅｈ Ｅ ｇｇ ０ １ ｃ Ｔ ｃ． ｎＴ． ．
频 率和 占空 比对镁 合金微弧氧化的影响
宾远红 刘 英 李培芬 ，
（ 暨南大学材料科学与工程系 ， 广州 ５ ０ ３ ； １６２ 珠海市质量计量监督检测所 珠海 ５ ９０ ） ， １００
摘
要
采用 涡流测厚仪 、 扫描电镜、 能谱仪、 电化学工作站 等， 究 了频率和 占空 比对镁 合金微 弧氧化膜 的厚度 、 面形 貌 研 表
率和 占空 比的研究较少 ｌ ｊ 卜ｎ 。本文选用硅酸盐体 系， 研究了频率和占空 比对 Ｍ ． —Ｅ系列 Ｚ １ ｇＺ Ｒ ｎ Ｅ ０镁
合金 的微 弧 氧 化 膜 层 厚 度 、 面 形 貌 和 耐 蚀 性 的 表

x
x x

x





20
30
40
50
60
70
80
2-Theta(°)
创新点： • VMgF2/Mg = 1.44>1 • VKMgF3/Mg= 1.99>1
• 孔隙率：4.82%（45.6%） • 硬度：Hv500（Hv350) • 中性盐雾试验：1000h（500h）
国内外最高指标
国家机动车质量监督检验中心” 依据GB/T 5334-2005检验，通过台架试 验；该技术应用于长春一汽 “轮毂”部件。
轿车轮毂
赛车轮毂
创新性结果—镁合金微弧氧化自催化化学镀技术
技术成果应用： 国防重点型号机“衬套”和“支座”部件 解决关键问题： 保障支座“内腔”涂层的均匀性,硬度达到800Hv;
盐雾试验:达到1000h 关键技术指标： 耐中性盐雾：1000h (GJB 150.11)
硬度：1000Hv （GB/T 4340.1)
衬套
支座
创新性结果—铝合金阴极化载波新工艺技术
LY12
LY16
技术难点与科学问题：
• 疏松层，致密度低
• 溶液稳定性差，适用性低
创新点：
• 阴极化载波脉冲控制
LD7
Intensity/CPS
(a)
x
KMgF3 MgF2 MgO x Mg
技术难点与科学问题：
• VMgO /Mg = 0.81<1
x

x

x


x

x
20
30
40
459.048
60