轻合金表面电化学处理工艺研究开题报告

 2020-02-10 11:02

1. 研究目的与意义(文献综述)

由于铝合金、镁合金、钛合金等合金的密度小,通常被称为轻合金。轻合金具有一些特殊优异性能和巨大的发展潜力,例如镁合金具有比强度、比刚度高,阻尼性、切削加工性、导热性好,电磁屏蔽能力强和回收性好等优点,在交通、电子和航空航天等领域适用性很好。特别是在汽车行业轻量化需求下,大量轻合金被使用[1,2]。但镁的标准电极电势是金属结构材料中最低的,且其氧化膜疏松多孔,不能阻止镁基体的进一步腐蚀。此外,镁易和合金中的其他金属、杂质等形成腐蚀电池,引起电偶腐蚀等,这些都严重制约了镁及镁合金的广泛应用[3]。表面处理可以提高镁合金的性能,当前使用较多的镁合金表面处理方法主要为阳极氧化、化学转化处理以及镀电化学表面处理等,使镁合金表面形成一层新的保护膜[1,4]。利用化学沉积法在压铸镁合金表面获得沉积膜,可提高材料的耐蚀性和硬度,是材料表面改性的理想技术之一。近年来,国内外研究中最常见的镀层材料有Ni、Ni-P、Ni-P-SiC、Ni-W、Al、Ti、Zr以及Ni-P/SiO2等,通过镀覆不同的镍基合金赋予材料各种新的功能,具有对镀件形状没有限制、加工成本相对较低的优点[5,6,7,8,9,10]。但镁合金性质非常活泼,属于难镀金属,故化学镀镍前处理显得尤为重要。查阅相关文献发现,国内外镁合金前处理工艺主要还是传统的方法,即先进行充分的表面预处理,然后化学沉积锌,再化学沉积镍、磷合金[11,12]。前处理工艺主要使用高浓度的铬酐、氢氰酸、氢氟酸等含铬、含氰、含氟 试剂及预镀、浸锌、中间过渡层等方法,铬酐、氰化 物、氢氟酸等试剂对人体和环境危害严重,急需替代改进,预镀、浸锌、中间过渡层等方法步骤较多,提高了成本[3,13]。也有少数做无铬无氟前处理的研究[3],甚至是直接镀镍,这样要求的工艺更复杂,虽然更加安全、环保,但是成本极高。

本毕业论文优化前处理工艺,选择镁合金材料,研究不同的酸洗和活化液配方、电镀溶液配方以及其他工艺参数,得出前处理工艺较优方案,在镁合金表面电化学沉积获得具有优良性能的镀层,并研究其表面形貌、结构及结合性能[14,15,16]。把获得优化的前处理工艺应用于镁合金的工业生产中将会使镁合金等轻合金的发展前景更加广阔,极大扩展了轻合金材料的适用性及实用性。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

材料制备:通过不断优化前处理工艺使用化学镀和电镀的方法在镁合金片表面获得镍合金层。

材料表征:对镀层进行测试,包括用金相显微镜观察表面质量、进行扫描电镜表观形貌测试、采用xrd进行扫描测试等。

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3. 研究计划与安排

第1-3周:查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究内容,了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案,并完成开题报告。

第4-7周:确定各处理工艺配方,按照技术方案,制备不同工艺下的镀层。

第8-10周:采用金相显微镜、sem、xrd等分析测试技术对镀层的物相、显微结构进行表征。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1]张津,章宗和,等. 镁合金及应用[m]. 北京:化学工业出版社,2004. 39-245.

[2]徐河,刘静安,谢水生. 镁合金制备与加工技术[m]. 北京:冶金工业出版社,2007. 275-395.

[3]宿辉,栾柏瑞. az91d镁合金表面无铬无氟前处理工艺研究[j]. 电镀与精饰,2019,41(1): 10-14.

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