镁合金化学镀镍工艺的研究(3)

然而近些年来,镁合金的应用范围仍远远不如铝合金材料,由于目前的镁合金有着显著的缺点还未找到解决方案,是其主要原因:第一个缺点,室温下的塑


然而近些年来,镁合金的应用范围仍远远不如铝合金材料,由于目前的镁合金有着显著的缺点还未找到解决方案,是其主要原因:第一个缺点,室温下的塑性低、变形切割再加工性能较差;第二个缺点,抗蚀性能较差,防腐蚀的途径也较少;第三个缺点,化学性质活泼、易氧化和在空气中燃烧,所以熔炼加工的难度也很大;第四个缺点,镁合金的强度偏低,特别是其较对较差的耐高温力学性能,它的强度和抗蠕变性能会随着温度升高的同时降低。所以,最近20年来对镁合金研究的主要课题是在未来大力探索高性能的镁合金与其成形加工技术。

镁的化学性质与常用的金属相比是很活泼的,导致其这一特性的主要原因是较低的标准电极电位,以及较强的电负性。在潮湿的自然环境中,固态的镁很容易自然氧化,即使会生成氧化膜,但氧化膜很薄且不够紧密,同时也易溶于水,所以镁合金不会因为这种氧化膜的产生而不受到介质的腐蚀,这也限制了镁及其合金更广泛的应用[4]。

稀土镁合金系与传统的镁铝和镁锌等合金系,相对比发现,其逐渐成为一种更新的更受青睐的合金系列。稀土镁合金有着镁合金的固有特点,还有耐高温、强度高、优良的抗蠕变性和耐热性能以及良好的耐蚀性等新优点,能在工业领域中有大的发展前景[5]。

1.3 镁合金表面处理技术

为了能让镁合金在不同的条件适应不同的使用要求,常常会选择通过化学方法改变其表面形态来提高其各项物理化学的性质。包括电镀、化学镀、化学转化膜、阳极氧化等[6]、溶胶凝胶涂层[7],这些工艺都可在镁及镁合金表面上形成涂覆层。其中最为简单高效的方法就是通过电化学方法,镀一层所需性能相近的金属表面覆盖在镁合金的基体上,此方法称为电镀与化学镀[8]。

镁合金的性能优良,能导电,所以镁合金铸件表面都会进行不同的表面处理以达到其耐腐蚀要求。经过表面处理后的镁合金,其导电性通常会受到影响,基体表面的电阻率受影响尤其严重。就目前的镁合金表面处理技术而言,很难在保证耐腐蚀性良好的前提下兼顾其导电性。在航天工业研究中,镁合金铸件的表面涂层的导电性能,会直接影响到其电磁屏蔽、红外辐射等多方面的能力[9]。郭嘉成通过电沉积方法在镁合金表面制备了具有高红外发射率以及高电导率的多孔镀层。邓培基[10]用双组分的聚氨酯作为一种成膜基质,导电的填料使用Ni粉来制备镁合金导电防护涂层,可以测得电阻率低至25Ω·cm。

1.3.1 化学转化处理

化学转化处理:将合金浸入含有不同成分的溶液中,氧化物或钝化膜会在金属表层反应形成,这种使表层钝化的处理技术。这层钝化的转化膜能有效地阻止一些酸性或碱性物质可能会对合金基体产生侵蚀作用,同时合金的耐蚀性能也提高了。研究有关镁合金化学转化有很多,其中有关铬酸盐的转化是最成熟的,但不足是此工艺有毒物质对人体产生危害且对自然环境有污染[11]。

1.3.2 阳极氧化

阳极氧化:将稀土镁合金作为反应的阳极电极,以不锈钢、铬片、镍片,也可以将电解槽器的槽壁,作为反应的阴极,通过外部施加电压,在适当的电解质溶液以及特定的工艺条件下,利用镁合金与氧化溶液的电化学反应,使一层较厚且稳定的转化层在镁合金表面形成的过程[12-13]。这是一种利用电化学形成的转化层,镁合金表面的阳极氧化膜与普通化学转化层相比更厚,同时还有耐蚀性能好、强度高、硬度大等诸多优点。

1.3.3 微弧氧化

微弧氧化(等离子氧化或阳极火花氧化[14-15]):具有两个突出的特点::一个特点是氧化得到的氧化层硬度非常高;;另一个特点是,氧化层会从基体生成变厚,其厚度能从几乎为零增加到200个微米以上的厚度。微弧氧化是一种在有色金属的表面原本生长出来的类似陶瓷质感的新技术,这种技术看上去工艺简单、也很清洁更不会有污染、材料的适应性特别广等这些特点,形成的陶瓷质感的微弧氧化膜的硬度高、耐磨性能好和耐蚀性能也好,这样的新技术得到的氧化膜完全好于普通阳极氧化膜。