6063Al合金化学镀NiP的研究.pdfVIP

6063Al 合金化学镀Ni-P 的研究 任鑫，邱星武 辽宁工程技术大学材料科学与工程系，辽宁阜新 （123000 ） E-mail ：lnturen@163.com 摘 要：为了提高 6063Al 合金的耐蚀性能，用化学镀 Ni-P 方法在其表面施加镀层。利用恒 电位仪、盐雾实验、扫描电镜和显微硬度计等分析测试手段研究了两种工艺处理后镀层的性 能。结果表明：化学镀Ni-P 样品具有优异的耐蚀性和较高的硬度，对 Al 合金基体具有很好 的保护作用。 关键词：6063Al 合金；耐蚀性；化学镀 Ni-P 中图分类号：TQ153.2 1. 引言 铝及其合金材料由于其高的强度/重量比，易成型加工以及优异的物理、化学性能，成 为目前工业中使用量仅次于钢铁的第二大类金属材料[1] 。在众多的铝合金之中，6063Al 合金 目前在国内研究中已日趋成熟，可以预计，该合金将有良好的应用前景。但其硬度相对较低， 耐蚀性和耐磨性较差，为了进一步提高其性能，扩大应用领域，必须对其进行表面处理[2] 。 化学镀镍具有均一的单相体系，不存在偏析、夹杂物和第二相，没有晶界、亚晶界、位错， 因而不存在晶间腐蚀，同时又是一种空隙少的致密镀层，结合力好，它又是一种易钝化非晶 质镀层，是附着力良好的保护膜。具有良好的耐酸、碱、硫化氢、液氨等的腐蚀，对于氯离 子等诱发的局部腐蚀有较强的抵制能力以及较好的耐均匀腐蚀能力[3] 。目前对6063Al 合金 的化学镀镍研究并不多见，本文通过实验研究了6063Al 合金的一种直接化学镀Ni 工艺，该 工艺具有工艺简单、性能优异等特点。 2. 实验方法 2.1 实验材料 实验基体材料选用 6063Al 合金，其基本组成（质量分数）为 0.2%~0.6%Si ， 0.45%~0.9%Mg，0.1%Cu，0.35%Fe，余量为Al 。将合金线切割成10mm×20mm×3mm 的试 样若干，顶端打孔。用碳化硅水砂纸从400# # 依次打磨至1200 ，丙酮清洗，晾干后置于干燥 器内待用。 2.2 工艺流程 试样准备→除油→水洗→酸洗→水洗→活化→水洗→化学镀Ni-P→水洗→干燥→成品。 其中除油用无水乙醇＋15g/L NaOH＋22.5g/L Na CO ﹒10H O，水洗用蒸馏水，酸洗用CrO 2 3 2 3 （180g/L），活化用40%HF （375ml/L ）。 通过正交实验得出了6063AL 直接化学镀Ni-P 的最佳配方及工艺条件为：22~25g/L 醋 酸镍，20~24g/L 次亚磷酸钠，3g/L 柠檬酸，10g/L 丁二酸，20~25g/L 乙酸钠，0.01g/L 碘酸 钾，pH=5.0~5.5 ，温度为86±2℃，时间为1.5~2h。 - 1 - 2.3 性能检测 2.3.1 耐蚀性评定 腐蚀速率是评定金属镀层耐均匀腐蚀性能的重要指标。利用盐雾试验机和电子天平采用 增重法对6063Al 合金基体化学镀镍层进行腐蚀速度的测试，比较它们的耐腐蚀能力。预先 用游标卡尺测量样品的尺寸、用电子天平称量待测样品的重量。然后按顺序将待测样品放入 盐雾实验机中，实验机中的溶液为3.5wt%的NaCl 。连续喷雾3 个周期（每个周期24 小时， 共72 小时）。实验结束后取出样品，用蒸馏水轻轻冲洗样品表面，吹干后再称量腐蚀后样 品的重量，计算出各个样品的增重量。为了进行不同样品间腐蚀程度的比较，用单位面积上 的重量变化，即平均腐蚀速率表征样品的腐蚀速率V，单位为g/cm2 ，腐蚀速率按公式V = （W -W ）/A 计算：式中W ：样品腐蚀后的重量，单位g ；W ：样