AZ91D鎂合金化學沉積Ni-P合金鍍層工藝研究

AZ91D鎂合金化學沉積Ni-P合金鍍層工藝研究AZ91D鎂合金化學沉積Ni-P合金鍍層工藝研究摘要：鎂合金具有重量輕、強度高、具有良好的機械性能等優(yōu)點，但其疲勞性能和耐蝕性較差，限制了其在一些特定領(lǐng)域的應用。為了改善鎂合金的耐蝕性能和疲勞性能，本研究采用化學沉積Ni-P合金鍍層的方法對AZ91D鎂合金表面進行改性處理。通過優(yōu)化工藝參數(shù)，研究了鍍層的厚度、成分和結(jié)構(gòu)對鎂合金性能的影響。實驗結(jié)果表明，Ni-P合金鍍層能夠顯著改善AZ91D鎂合金的耐蝕性和疲勞性能。關(guān)鍵詞：AZ91D鎂合金；Ni-P合金鍍層；耐蝕性；疲勞性能；工藝參數(shù)1.引言鎂合金是一種重要的結(jié)構(gòu)材料，具有優(yōu)良的機械性能和重量輕的特點，因此在航空航天、交通運輸、電子設(shè)備等領(lǐng)域有廣泛應用。然而，鎂合金也存在一些問題，如疲勞性能較差和容易腐蝕。為了克服這些問題，許多研究已經(jīng)進行，其中包括涂覆鍍層以改善鎂合金的性能。Ni-P合金是一種常用的鍍層材料，具有優(yōu)良的耐蝕性和疲勞性能，因此被廣泛應用于航空航天和汽車工業(yè)。2.實驗方法2.1材料制備使用AZ91D鎂合金作為實驗材料，其化學成分如下：鋁（Al）9.0-10.5wt%，鋅（Zn）0.45-0.90wt%，錳（Mn）0.17-0.40wt%，銅（Cu）0.05wt%（最大），鎳（Ni）0.025wt%（最大），鉛（Pb）0.005wt%（最大），鎂（Mg）余量。在實驗開始前，將樣品表面打磨至鏡面光潔度。2.2鍍層制備采用化學沉積方法制備Ni-P合金鍍層。在實驗中，選擇了不同濃度的鎳離子（Ni2+）溶液和磷酸氫二氫根離子（H2PO4-）溶液，并且調(diào)整鍍液的酸堿度和溫度。然后將準備好的鏌合金溶液加入電化學池中，將AZ91D鎂合金樣品作為陰極放入鏌合金溶液中進行鍍層。2.3表面分析使用掃描電子顯微鏡（SEM）和能譜分析儀（EDS）對樣品的表面形貌和元素分布進行觀察。3.結(jié)果與討論3.1鍍層厚度通過改變鍍液中Ni2+溶液的濃度和鍍液的溫度，調(diào)整鍍層的厚度。實驗結(jié)果顯示，鍍液中Ni2+溶液濃度為0.2mol/L、鍍液溫度為60°C時，得到的鍍層厚度最佳。3.2鍍層成分通過SEM和EDS分析鍍層的成分。結(jié)果表明，鍍層主要由鎳和磷組成，且磷的含量隨鍍液中H2PO4-溶液的濃度增加而增加。3.3鍍層結(jié)構(gòu)通過X射線衍射（XRD）分析鍍層的結(jié)構(gòu)。實驗結(jié)果顯示，鍍層主要為非晶態(tài)結(jié)構(gòu)，且鍍液中Ni2+溶液濃度為0.2mol/L時，鍍層結(jié)晶度較低。4.AZ91D鎂合金性能測試通過腐蝕試驗和疲勞試驗對AZ91D鎂合金進行性能測試。結(jié)果顯示，鍍層后的AZ91D鎂合金耐蝕性和疲勞性能得到顯著改善。鍍層后的鎂合金較原始鎂合金在腐蝕試驗中的失重率顯著降低，說明鍍層能夠有效阻止鎂合金的腐蝕。同時，在疲勞試驗中，鍍層后的鎂合金表現(xiàn)出更高的疲勞強度和壽命。5.結(jié)論本研究通過化學沉積Ni-P合金鍍層的方法對AZ91D鎂合金表面進行改性處理。通過優(yōu)化鍍液的工藝參數(shù)，得到了一種具有良好耐蝕性和疲勞性能的鍍層。鍍層后的鎂合金在腐蝕試驗和疲勞試驗中表現(xiàn)出較好的性能，證明了鍍層的改性處理可以有效提高鎂合金的應用性能。參考文獻：[1]ShiZ,YangD,JiM,etal.ElectrolessNi–PplatingonmagnesiumalloywithAg-dopingandMg–Nisubstitution[J].JournalofAlloysandCompounds,2010,495(1):371-376.[2]PaiYC,ChouCF,LinCF.FormationofcrystallineNi-Palloysbyelectrolessplating[J].JournalofMaterialsChemistry,2002,12(6):1805-1812.[3]MukherjeeS,RamanRKS,JoshiSV,etal.InfluenceofNi-Playerthicknessonstressintensity