锌镍合金电镀工艺及性能研究：实现新型防护性镀层的关键技术

锌镍合金电镀工艺及性能研究：实现新型防护性镀层的关键技术

西北工业大学顾碧论文摘要摘要锌镍合金是近10年来发展起来的一种新型防护镀层，具有极高的耐蚀性、低氢脆性、可焊接性和可加工性等优异特性，有很大的发展前景。本文通过选择合适的阳极及阳极电流控制方法，采用新型添加剂和络合剂实现锌镍合金电镀。优化了新的锌镍合金电沉积工艺及镀液配方，系统地研究了锌镍合金电沉积的工艺条件。详细研究了阴极电路密度、pH值、镀液温度及镀液各组分对锌镍合金镀层中镍含量的影响。采用新的钝化液配方及相应的工艺对锌镍合金进行钝化。利用X射线衍射仪、GDA-750辉光放电光谱仪、日立S-570扫描电子显微镜、多功能电子能谱仪等对锌镍合金镀层成分变化规律、微观形貌与结构、腐蚀产物、钝化膜的组织与成分进行了分析研究。通过电化学试验、中性盐雾试验研究了锌镍合金镀层的耐蚀性。结果表明：（1）采用这种新的镀液配方和工艺条件，可以获得镍含量为9%～12%、外观与耐蚀性良好的锌镍合金。（2）随着镀层厚度的增加，锌含量迅速增加，而镍含量先增加后降低，镀层中形成了富镍层。（3）不同镍含量镀层的组织不同，当镀层中镍含量低于6%时，镍与锌形成n相的固溶体组织；镍含量为6%～10%时，也有弥散分布的Y相合金；镍含量为10%～14%时，镍与锌形成金属间隙化合物，其相结构主要为Y相（NisZn：）。当镀层中镍含量高于25%时，镀层组织主要为q相，还有弥散分布的′相（NiZn）合金。（4）含镍量低于14%的锌镍合金，自腐蚀电位随镍含量的增加而增大；经钝化处理后的锌镍合金镀层的耐蚀性远高于锌钝化层、镉钝化层和镉钛合金镀层：（5）锌镍合金镀层的腐蚀产物主要为ZnO和ZnCl：·4Zn（OH）：，含有少量的2ZnCO·3Zn（OH）腐蚀产物中不含镍。(6)锌镍合金钝化膜表层主要由CrO、Na:CrO、H20组成；随着钝化温度的升高，钝化膜厚度增加；锌镍合金钝化膜与镀层之间形成了一层富镍层。关键词：锌镍合金 电镀 合金电沉积 耐蚀性 合金钝化