基于田口法优化超声及机械研磨作用改性化学预镀镍工艺的研究

作     者：刘元石 

作者单位：西南交通大学 

学位级别：硕士

导师姓名：苟国庆

授予年度：2022年

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

主      题：铝合金耐蚀性 化学镀镍预处理 田口方法 超声辅助预处理 机械研磨 二次预镀镍处理 

摘      要：铝合金具有表面硬度低、抗腐蚀能力较差等缺陷,使其实际应用范围受到限制。为进一步提升铝合金的性能,有必要采用表面改性技术对铝合金基体进行强化处理。化学镀镍技术通常被认为是可获得耐腐蚀性优异的合金镀层最有效的方法之一。采用化学镀镍工艺在铝合金表面所制得的镀镍层度更加均匀,表面的针孔率也相对较低。但是铝是一种高难度镀覆金属。其表面生成的氧化膜与自身化学性质会破坏镀液稳定性,导致化学镀镍层质量下降,因此研究化学镀镍预处理工艺技术对铝合金的保护十分重要。本研究基于田口方法对化学镀镍预处理工艺进行改良,在铝合金预镀镍处理的基础上引入超声场与机械研磨工艺,同时系统研究了超声波的空化作用以及玻璃小球撞击对化学镀层质量的影响。并针对传统二次浸锌处理导致化学镀液发生失稳、镀层耐蚀性较弱等问题,在二次浸锌工艺的基础上设计了一种二次预镀镍工艺,研究了次磷酸钠、氯化铵与预处理温度对预镀镍效果的影响。最终使用田口方法对化学镀镍层的沉积速率、表面显微硬度和镀层的耐蚀性的信噪比值进行分析,以期获得性能优异的化学镀镍层。根据以上的研究内容得到的结论如下:1.在超声波辅助预镀镍工艺中超声波频率对化学镀层的沉积速率与耐蚀性影响最大,相比于传统的二次浸锌预处理工艺可以有效提高化学镀镍效率。2.机械研磨预处理相比于超声波辅助预处理工艺可以有效提高化学镀层的含磷量与表面显微硬度,研磨过程中玻璃小球直径对化学镀层影响最大,通过此预处理工艺可以对镀层生长起到细化作用,且镀层表面状态更好,无明显缺陷。3.在第二次预镀液中引入次磷酸钠作为还原剂,氯化铵作为促进剂来加速Ni沉积,所得到的预镀层质量更好,表面胞体大小均匀,可以提高化学镀镍的沉积速率与含磷量。其中次磷酸钠对化学镀层的影响最大其含量需要严格控制。