节约、环保型镁合金电镀工艺的研究

摘要

镁合金被誉为“21世纪的绿色工程材料”，是工程应用中最轻的金属结构材料，其比强度和比刚度大，具有良好的铸造性能、电磁屏蔽性能、机械加工性能、阻尼性能以及再加工回收特性，在航空航天、汽车、电子等领域正得到日益广泛的应用。但是镁合金的耐蚀性差，限制了镁合金的应用领域。 镁合金表面电镀是一种优良的表面处理方法，得到的镀层均匀，具有优良的耐磨性、耐蚀性、导电性、导热性和可钎焊性等多种性能。电镀层作为镁合金件的预处理防护层，就可以进行常规的防护和装饰，因此，电镀是获得耐蚀金属涂层的好方法。 本文综述了镁合金的特点及其应用，腐蚀及其表面处理方法的研究现状。研究了镁合金电镀前处理工艺，达到了无铬环保、节约的目的。通过霍尔槽实验和极化曲线研究了镀铜和镀锌溶液的性能，并对配方进行了调整和优化。通过阴极极化法和旋转圆盘电极研究了香兰素和植酸在铜、锌两种镀液中的整平性。实验结果表明，香兰素在两种镀液中均呈现正整平性，而植酸在两种镀液中均呈现负整平性。通过SEM、中性盐雾试验、极化曲线和结合力试验，研究了3种电流波形(平滑直流、半波整流及全波整流)对AZ91D镁合金上电镀铜、电镀锌的影响。实验表明，对于铜镀层而言，全波整流和半波整流的微观形貌比较相近，晶粒大小均匀，排列规则、紧密；而平滑直流铜镀层较全波和半波整流的沉积品粒较大，晶粒间缝隙较宽，排列不够紧密。3种电流波形下所得铜镀层的耐蚀性及结合力均良好，其中全波整流所得镀层的性能最佳。对于锌镀层而言，平滑直流的锌镀层晶粒大小均匀，排列规则、紧密；而半波整流的沉积晶粒大小不规则，排列不够紧密。全波整流的晶粒与平滑直流的相似，但孔隙较多。平滑直流下的锌镀层的耐蚀性最好，3种电流波形下所得锌镀层的结合力均好。采用平滑直流在AZ91D镁合金上所得Zn镀层的性能最佳。

目录

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英文文摘

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第一章绪论

1.1镁合金的腐蚀与防护

1.1.1镁合金的腐蚀

1.1.2镁合金的防护

1.2镁合金电镀的研究现状

1.2.1国外研究现状

1.2.2国内研究现状

1.3镁合金电镀存在的问题

第二章AZ91D镁合金电镀前处理工艺

2.1概述

2.2镁合金电镀前处理

2.2.1实验材料

2.2.2超声波清洗和碱洗

2.2.3酸洗

2.2.4活化

2.2.5浸锌

2.3前处理工艺选择

2.4本章小结

第三章AZ91D镁合金电镀铜工艺

3.1镀铜溶液性能分析

3.1.1实验仪器

3.1.2实验方法

3.1.3结果与讨论

3.2不同波形的铜镀层性能分析

3.2.1实验仪器

3.2.2电镀铜工艺

3.2.3实验方法

3.2.4结果与讨论

3.3本章小结

第四章AZ91D镁合金电镀锌工艺

4.1镀锌溶液性能分析

4.1.1实验仪器

4.1.2实验方法

4.1.3结果与讨论

4.2不同波形的锌镀层性能分析

4.2.1实验仪器

4.2.2电镀锌工艺

4.2.3实验方法

4.2.4结果与讨论

4.3本章小结

参考文献

攻读硕士期间的研究成果

致谢