铸造Mg-8.5Al-1Zn合金化学镀镍-有机涂层工艺的研究铸造Mg-8.5Al-1Zn化学镀镍-有机涂层工艺的研究摘要近年来镁铝合金的应用越来越广泛，为了使其使用性能更优，使用寿命更长，镁铝合金的表面处理技术已成为现阶段人们研究的重点，也具有十分重要的意义。
本实验借助扫描电镜(SEM)及能谱分析(EDS)、金相显微镜、电化学测试仪、X射线衍射仪等设备对化学镀镍的试样进行性能测试与分析。
本实验选取施镀时间和温度为镀镍工艺的变量，获得耐蚀性较强的镀镍层。
确定工艺为：施镀时间70min，施镀温度为70℃，镀液PH值为10。
并通过镀层表面、截面的扫描确定镀镍层的形貌。
然后在镀镍层上涂覆有机层。
电化学测试结果表明，腐蚀电位大小依次为：有机涂层、镀镍态、镁基底。
通过各项试验表明，经过化学镀镍和有机涂层复合处理的AZ91镁合金较AZ91镁合金裸试样的耐腐蚀性能、美观性耐磨性等各方面性能要优异很多。
关键词：镁铝合金；化学镀镍；耐腐蚀性；有机涂层Technology Research on electroless nickel plating andOrganic Coating of Mg-8.5Al-1ZnAbstractIn recent years,the application of magnesium alloy is more and more widely, in order to make the use of performance better and life longer, magnesium alloy surface treatment technology has become a focus of research at this stage, also has great significance.Micro-arc oxidation technology has become the focus of national attention. The experiment by scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive analysis (EDS), optical microscopy,electrochemical tester,X-ray diffraction equipment for of the sample for performance testing and analysis.This experiment selected plating time and temperature as the nickel plating process variables,get stronger corrosion resistance of nickel plating layer.Determine the process for:the plating time is 70 min,plating temperature is 70 ℃,solution PH value to 10. And through the coating surface and cross section scan to determine the nickel plating layer surface morphology.And then coated with organic layer on nickel plating layer. Electrochemical test results show that the corrosion potential as follows: organic coating, plating nickel, magnesium substrate.By some test after electroless nickel plating is more excellent than AZ91 magnesium alloy bare sample in corrosion resistance,after electroless nickel platingand Organic Coating of the sample,The binding force of oxide film,the sample obtained the excellent performance.Key Words: Magnesium alloy;Organic Coating;Corrosion resistance;electroless nickel plating目录1 绪论 (1)1.1 有关镁铝合金的简述 (1)1.1.1 镁铝合金的特点 (1)1.1.2 镁铝合金在各方面的应用 (2)1.2 传统镁铝合金表面处理技术 (2)1.2.1 化学氧化处理 (2)1.2.2 阳极氧化处理 (2)1.2.3 金属液电镀处理 (3)1.2.4微弧氧化技术 (3)1.3镁合金化学镀镍技术与有机涂层 (4)1.3.1 化学镀的定义 (4)1.3.2化学镀镍的研究进展 (4)1.3.3化学镀的特点 (5)1.3.4有机涂层 (5)1.4 本课题研究目的及意义 (6)1.5 本课题研究的主要内容 (7)2 实验方案 (8)2.1实验原材料及实验设备的选取 (8)2.1.1所需实验材料的选取 (8)2.1.2熔炼实验设备的选定 (8)2.2铸造及熔炼 (9)2.2.1熔炼前的准备 (9)2.2.2合金的熔炼步骤 (9)2.3化学镀镍实验操作 (10)2.3.1前期准备 (10)2.3.2化学镀镍设备 (10)2.3.3化学镀液配制 (10)2.3.4前处理 (10)2.3.5化学镀镍 (11)2.3.6化学镀镍各参数 (11)2.3.7后处理 (12)2.4有机涂装实验操作 (12)2.5 检测手段 (13)2.5.1 金相组织分析 (13)2.5.2表面以及截面扫描 (13)2.5.3腐蚀试验分析 (13)2.5.4膜层厚度测量 (13)3 结果与分析 (14)3.1化学镀镍实验结果与分析 (14)3.1.1膜层厚度测量 (14)3.1.2 PH对镀镍化层的影响 (14)3.1.3化学镀镍表面扫描 (15)3.1.4化学镀镍层的成分分析 (16)3.2 有机涂层实验结果与分析 (17)3.2.1复合层的光泽度分析 (17)3.2.2复合镀层的截面扫描分析 (17)3.2.3 复合层的极化曲线及分析 (18)4 结论 (20)参考文献 (21)1 绪论1.1有关镁铝合金的简述1.1.1 镁铝合金的特点金属镁有显著的优点:密度小、比强度高、易加工等，但是也有铸造性差、耐蚀性差、耐磨性差、易燃等缺点。
纯镁的机械性能低，不能做结构材料使用。
基于实际应用中不同的需求，既要保留金属镁本身密度小的优点，又要设法满足工业对材料的耐磨、耐蚀、阻燃等要求，因此各式不同性能特性的镁合金应运而生。
镁合金是目前最轻的金属结构材料，其强度接近铝合金，比强度高于铝合金和钢，略低于比强度最高的纤维增强塑料；比刚度与铝合金和钢相近，远高于纤维增强塑料[1]；其减震性好，能承受较大的冲击振动负荷，具有优良的切削加工和抛光性能，易于铸造[2]。
另外，镁合金因其密度小、能量衰减系数大、优良的电磁屏蔽特性及辅助散热功能而被誉为21世纪理想的电子产品壳体和轻型车辆的替用材料[3]。
但是，镁是极活泼的金属，标准电极电位为-2.36V，其耐蚀性极差，制约了镁合金的使用[4]。
因此，镁合金作为结构材料使用时必须进行适当的表面处理，以提高其耐蚀性，这对发挥镁及镁合金的性能优势有着重要的现实意义。
A1在固态镁中具有较大的固溶度，主要用于改善压铸件的可铸造性，提高铸件强度；Zn主要用于提高铸件的抗蠕变性能，但Zn含量大于2.15%时，则对合金的防腐性能有负面影响，因此原则上Zn含量一般控制在2%以下；Mn在镁合金中加入1 %~2.15%，主要目的是削弱合金的抗应力腐蚀倾向，从而提高耐腐蚀性能和改善合金的焊接性能，同时Mn可略微提高合金的熔点；Si主要用于提高压铸件的热稳定性与抗蠕变性能；Zr主要起细化晶粒、提高机械性能和耐蚀性的作用，镁合金中Zr含量为0.15%~0.18%时细化晶粒效果最好，而且Zr也是阻燃镁合金的主要添加素；Ca的加入帮助细化组织，使蠕变抗力有所提高，并进一步降低成本，还能够在熔炼时阻燃;Li可固溶强化，降低密度，提高延伸率，但它强烈地降低耐腐蚀性[5]。
此外，镁在地球上的储量相当丰富，除地壳表层金属矿的含量为 2.3%外，在盐湖及海洋中的含也十分可观。
由于结构性能优异、储量丰富，在许多领域，尤其是在那些减轻重量具有重大意义的领域，镁铝合金是工程塑料、铝合金和钢材强有力的竞争者或替代品。
1.1.2 镁铝合金在各方面的应用镁合金是目前最轻的商用结构金属材料，具有密度低、比强度及比刚度高、阻尼减振性好、电磁屏蔽能力强、成型加工性好及无毒易回收等优点，在交通工具、航空航天、3C产品等领域使用有利于实现结构轻量化、节能和减振降噪，被誉为“21世纪的绿色结构材料”。
但镁合金标准电极电位极负2.37V，具有很高的化学活泼性[6]，即使在室温下也会与空气发生氧化反应，由于镁合金的自然氧化膜结构不够致密，防护作用不理想，导致镁合金的耐蚀性较差[7]。
同时，镁合金表面防护的理论研究和技术开发还远滞后于镁合金材料应用的需求，严重制约了镁合金的推广应用。
1.2传统镁铝合金表面处理技术传统的镁及其合金的表面处理方法，主要包括：化学氧化、阳极氧化、金属涂镀、有机物涂敷等比较成熟的处理方法。
这些传统的表面处理方法都具有各自的优点，能够适用于特定的环境条件，其中以阳极氧化应用最为广泛。
自二十世纪二十年代起，世界各国投入大量人力、物力对阳极氧化进行研究、开发和应用，各种不同类型的表面处理氧化技术相继问世。
目前，阳极氧化已经成为镁、铝制品生产中的一个重要环节。
但是随着人类生产、生活和科技活动的进步，人们对材料的要求不断提高，目前仍被广泛应用的各种阳极氧化技术以及其它传统的表面处理技术已经不能满足生产和科研中的一些特殊要求。
这里对现阶段广泛使用的一些表面处理技术做一下简要的介绍。
1.2.1 化学氧化处理镁及其合金的化学氧化是在其表面形成化学转化膜，主要按日本工业标准(JISH8651—1978)和美国化学品Dow公司的镁合金铬化转化剂规定的处理方法进行处理[8]。
这种化学转化膜的防蚀效果优于自然氧化膜，被广泛的用做涂漆的底层，主要对于装运和储存时起保护作用。