新版镁锂合金化学复合镀Ni-P-Al2O3的研究汇编摘要:本文采用化学复合镀技术，以化学稳定性好、高硬度及耐磨性好的α-Al2O3作为复合相，在镁锂合金表面进行化学复合镀处理。研究了不同的α-Al2O3添加量对复合镀层中粉含量、镀层、硬度及耐蚀性的影响。并对最佳工艺制备的复合镀层的形貌结构和性能进行详细研究。关键词:镁铝合金,复合镀层,腐蚀性中图分类号：***文献标识码：*文章编号：*-*(*)*-*-*作者简介：陆颖，女，1985-，山东省冶金设计院股份xxxx，助理工程师，从事冶金应用设计研究。概述镁及其合金：是工程应用中最轻的结构金属材料；比强度和比刚度高，优于铝合金和一些高强钢；良好的切削加工性和热成型性能，产品具有良好的外观和强烈的金属质感；优良的导热性能，作为电子设备的外壳使用时可较好的解决电子元件散热的问题；具有优良的吸振性能和阻尼性能，能承受较大的冲击，且无毒无污染，符合现阶段的环保要求，是开发新一代高科技材料的理想基体。实验原料及工艺2.1实验原料本文采用自制的镁锂合金为基体材料,此合金化学组成为：Li10%，Zn1%，余量为Mg。在实验过程中，为了保证实验的准确性和实验的可重复性，实验过程中所用的化学药品有硫酸镍、次磷酸钠、柠檬酸钠、乳酸、氟化氢氨、氟化氢、磷酸、硝酸、氟化钠、磷酸钠、氨水、Al2O3粉,其等级均为分析纯。2.2实验工艺2.2.1复合镀工艺参数的确定（1）溶液的组成及其作用化学镀镍液的主要成分是主盐（可溶性镍盐）、还原剂、缓冲剂、络合剂、稳定剂等。综合考虑镍盐的沉积速率和工件成本，本实验采用硫酸镍作为主盐。镍离子与次磷酸盐浓度的最佳摩尔比约在0.4左右；还原剂是化学镀镍的主要成分，它能提供还原镍离子所需要的电子，在酸性镀液中采用的还原剂主要是次磷酸盐。在一定范围内镍沉积的反应速度与次磷酸盐的浓度成正比，综合考虑次磷酸盐浓度、反应沉积速率和镀层质量，本实验采用次磷酸钠作为还原剂，浓度为30g/L；随着反应的进行，氢离子逐渐产生，溶液的PH值不断降低，沉积速率也随之降低，所以应加入缓冲剂以维持镀液PH值。（2）工艺条件的影响1）PH值的影响：在酸性化学复合镀的过程中，随着PH值的上升，镍的沉积速度加快，镀层含磷量下降。因此，在生产过程中必须及时调整，维持镀液的PH值。本实验初定的PH值为6；2）温度的影响：温度是影响化学镀镍反应活化能的主要参数。温度过高镀液不稳定，容易分解；温度过低，反应不进行。本实验初定的温度为80±1℃。实验分析3.1Al2O3装载量的影响3.1.1Al2O3装载量对镀层成分形貌的影响在化学复合镀中，第二相颗粒在镀层中的实际复合量将直接影响镀层的性能。试验中选定1g/L、3g/L、5g/L、7g/L、10g/LAl2O3装载量的镀液进行施镀。当装载量为1g/L时,镀层中Al2O3含量很低。而当装载量增加至3g/L时，镀层中的复合量迅速升高，至5g/L时达到最大，此后，继续增加镀液装载量，镀层中Al2O3含量反而出现了降低。3.1.2Al2O3装载量对镀层硬度的影响为了研究镀液装载量对镀层的性能的影响，首先对制备好的不同粉含量样品进行了显微硬度测试，相比于没有添加Al2O3粉的单纯镀镍而言，所有不同Al2O3装载量的复合镀层硬度均有不同程度的提高。而且，复合镀层的硬度随镀液装载量的增加也是先升高后平缓降低，在5g/L时达到最高值730HV。这个变化趋势与镀层复合量的情形一致，说明镀层的硬度主要受Al2O3粉末复合量的影响，镀液装载量决定着镀层中实际Al2O3粉复合量从而间接导致镀层硬度的变化。3.2性能检测由以上的研究我们可以知道，镁锂合金化学复合镀Ni-P-Al2O3的最佳粉含量是5g/L。在5g/L时，镀层的耐蚀性耐磨性和各方面性能均达到最优。现我们就对最佳粉含量的镀层进行结构和性能的研究。3.2.1Ni-P-Al2O3复合镀层的沉积过程图3.5为复合镀Ni-P-Al2O3过程中样品增重随时间变化曲线。可以看出，复合镀的动力学曲线分为两个明显不同的阶段。在施镀20min前，样品几乎未发生明显增重，沉积速率很小。说明此时处于孕育期阶段。此后样品增重随时间延长逐渐增大，沉积速率远高于孕育期，动力学遵从直线规律，说明此时处于自催化反应阶段，样品表面发生了快速沉积。图3.5沉积速率曲线3....