南京工业大学 硕士学位论文 铝合金表面化学镀镍工艺及镀层性能的研究 姓名：朱力 申请学位级别：硕士 专业：材料学 指导教师：丁毅 200806 本文采用了碱性镀镍化学镀的工艺在6 0 6 3 铝合金表面进行化学镀镍，获得了具有良 好钎焊性能的化学镀镍层但由于碱性预镀镍镀层薄，且表面孔隙多，因此对铝合金耐蚀 性能改善幅度不大，但是其施镀温度低、施镀时间短，在电子电器等腐蚀环境比较温和的 环境条件下，仍然具有十分重要的工业应用价值在碱性预镀镍工艺基础上继续进行二次 碱性化学镀镍，可以显著提高铝合金表面化学镀镍层的耐腐蚀性能 本文以钎焊性能作为评判指标，采用正交试验方法确定铝合金表面碱性预镀镍配方和 工艺参数，再在碱性预镀镍工艺基础上进行二次化学镀镍以提高镀层的耐腐蚀性能，同时 采用退火工艺进一步改善镀层的耐蚀性采用扫描电镜( S E M ) 、能谱分析( E D S ) 、X 射 线衍射( X R D ) 、电化学测试、腐蚀失重、钎焊试验等方法对铝合金表面化学镀镍镀层的 微观形貌、成分结构、耐腐蚀性能和钎焊性能进行了分析 ． 预镀镍工艺配方为5 班硼酸、3 0 9 ／L 硫酸镍、3 0 班次亚磷酸钠、l O 扎焦磷酸钠、 3 0g ／L 柠檬酸三钠、3 0g ／L 氯化铵、1 2m l ／L 三乙醇胺，氨水调节p H 值至9 ，温度为5 0 ℃， 施镀4m i n ；二次化学镀镍工艺配方为2 0g ／L 硫酸镍、2 5g ／L 次亚磷酸钠、2 0g ／L 醋酸钠、 1 0 9 ／L 焦磷酸钠、1 8g ／L 柠檬酸三钠、0 ．0 0 1g ／L 硫脲、O ．O lg ／L 十二烷基硫酸钠，氨水调节 p H 值到9 ，温度7 0 ℃，施镀时间6 0 m i n 。
镀层表面微观形貌分析和钎焊结合界面金相显微分析结果表明，采用正交试验优化后 的工艺配方的预镀镍镀层中部分胞状物顶端存在细小孔隙，在钎焊过程中可以通过熔化焊 锡的渗入提高钎焊结合强度，从而改善镀镍后铝合金的钎焊性能镀层腐蚀失重和电化学 测试结果表明，铝合金表面化学预镀镍和二次镀镍均可显著提高铝合金的耐蚀性能，但是 二次镀镍提高幅度最大，效果最为显著同样，退火处理可以进一步提高二次镀镍镀层的 耐碱腐蚀性能，退火温度以4 0 0 ℃为最佳镀层能谱成分分析( E D S ) 和x 射线衍射分析 ( X I m ) 结果表明，预镀镍镀层为低磷非晶态镀层，而二次镀镍镀层为非晶态高磷镀层 镀层经过退火后，镀层发生晶化，并析出N i 3 P 金属间化合物相 关键词6 0 6 3 铝合金化学镀镍退火处理钎焊性能耐腐蚀性能 A B S T R A C T A B S T R A C T U s i n ga l k a l i n ee l e c t r o l e s sp l a t i n gp r o c e s s ’t h ec o a t i n gw 裙p r e p a r e do nt h es u r f - a c eo f A I u m i n u ma I I o y6 0 6 3t 0i m p r 0 V eb r 钇ew e l d i n gp e r f ．0 m a n c e ．H o w e V e r ，t l l e 舔- d 印o s i t e dl a y c r w a sm i n 陀l a t i V e l y ，觚de V e nf i n e l yp o r o u s ．1 1 l ec h a r ∞t e r i s t i cm a d ec o r r o s i o nr c s i s t 锄c ed e c l i l l e ． T h e r e 佑坞，t h i sp r o c e s sw h i c hc o u l dw o r ka tl o w e rt e m p e m t u 陀孤ds p e n dS h o r t 盯t i m ew i l lb ea V a l u a b l ei l l d u s 喇a lt e c h n o l o g yw h e 坞t h e 舱i sr a r e l yc o r r o s i o n ．F o rm a k i n gc o r r o s i o n 陀s i s t 觚c e h i 曲c r ，Ⅱl es e c o n d a 叫a l l ( a l i n ee l e c 缸D l e s sp l a t i n gp r o c e s sS h o u l db ed o n e ． A c c o r d i n gt 0b r 配i n gp r o p e r t y ，t h eo r t h o g o n a le x p e r i m e n tw 勰d e s i g n e dt 0o p t i m 妇 e l e c t r o l e s sn i c k c lp l a t i n gf o m u l a 锄dp r o c e s s ．A n dt h e n ，t h es e c o n d a 巧a l k a l i I l ee I e c 仃o l e 鹳 p l a t i n gu s e dt 0i m p r 0 V ec o r r o s i o n 糟s i s t 舳c e ，m o 陀o V e r ，t t l e 嬲d e p o s i t e dw e ∞锄e a l e dt 0 e n h 锄c e Ⅱl ep e r f 0 咖觚c e ．T h es u 以犯e m o 叩h o l o g y ， c h e m i c a I c o m p o s i t i o n ，p h 嬲es t ；良t u s ， c o r r o s i o nr e s i s t 肌c e 锄db r 配ew e l d i n gp e r f o m l 锄c eo fe I e ∞r o l e s sn i c k e lp l a t i n gc o a t i n g sw e 他 觚a l y z e db ys c 粕n i n ge l e c 仃D nm i c r 0 ∞o p y ( S E M ) ，X - r a yd i 箭a c t i o n ( X l 王D ) ，曲e 1 1 9 ) ，d i S p e 娼i v I e s p e c t l ．0 m e t e r ( E D S ) ，p o l a r i z a t i o nc u r 、，e s ，c o r r o s i o n 、Ⅳe i g h t - l o s sa n db r 杞e 、Ⅳe l d i I l gt c s t ． T l l ef i r s te l e c 呐l e s sn i c k c lp l a t i n gc o a t i n g sw a s a c q u i r e d b y0 p t i m i z e df o r I I l u l a ( H 3 8 0 3 ：5 g ／L ；N i S 0 4 ：3 0g ／L ；N a H 2 P 0 2 ：3 0g ／L ；N a L 4 P 2 0 7 ：1 0g ／L ；C 6 H 5 0 N a 3 ：3 0g ／L ：N H 4 C l ： 3 0g ／L ；C 6 H 1 5 0 3 N ：1 2m g ／L ) a n dp r o c e s s i n gp a 脚n e t e 娼( t e m p e r a t u r e ：3 0 ℃；t i m e ：4 m i l l ； p HV a l u e ： 9 ) ．T h es e c o n d a 呵a l k a l i n ee l e c 协o l e s sp l a t i n gc o a t i n g sw i t hm o r ew e Uc o r r o s i o n 心s i S 协n c e 、Ⅳ嬲p r o d u c e db yf 0 册u l a ( N i S 0 4 ：2 0g ／L ；N a H 2 P 0 2 ：2 5g ／L ；C 2 H 2 0 2 N a ：2 0g ／L ； N a 4 P 2 0 7 ：l Og ／L ；C 6 H 5 0 l N a 3 ：1 8g ／L ：H 2 N C S N H 2 ：0 ．o o lg ／L ；C H 3 ( C H 2 ) l l S 0 4 N a ：0 ．0 lg ／L ：) 锄dp r o c e s s i n gp a 舢e t e r S ( t c m p e r a t u r e ：7 0 ℃；t i m e ：6 0m i n ；p HV a l u e ：9 ) ． 1 1 1 e 陀s u l t so fS E Mm o 讪o l o g yo ft h ef i r s ta l l 【a l i n ee l e c 仃0 l e s sp l a t i n g 锄dm e t a l l o 鲫h i c m o 叩h o l o g yo ft h eb r 配i n gi n t e r f k es h o w e dt I l a t t t l e c o a t i n go p t i m i z e df o 册u l aw o u l d e l j f 乩t i v c l yp r o d u c et l l e 叭m b e ro ff h l e I yh o l e sw h i c hw 懿e a s yt 0b ef i l t c r c db ym e ns o l d e r i I l gt i n ， ∞t h a tb r a z ew e I d i n gp e r f - 0 r m 觚c eo fa l k a l i n ee l e c t r o l e s sp l a t i n gc o a t i n g sw e 他i m p r 0 V e d ．T h e e x p e r i m e n t so fc o r r o s i o nw e i g h t - l o s st e S t 锄dp o l 甜i z a t i o nc u r v e ss h o w e dt h a te l e c t r o l e s sn i c k e l p l a t i n g o ns u r f ．a c eo fa l u m i n u ma l l o yc o u l de l e V a t ec o r r o s i o n p o 忙n t i a l o fN i Pc o a t i n g s ． E s p e c i a l l y t t I es e c o n d a 叮a l l ( a l i n ee l e c t r ．0 l e s sp l a t i n gc o a t i n g sw e 托p a s s i V a 砌i l la l l ( a l i I l e ∞l u t i o ne v i d e n t l y 柚de x h i b i t e de x c e l l e n tc a u s t i cc o r r o s i o nr c s i s t a n c e ．M o r e o V ％t 1 1 e 柚n e a l i l l g i m p r O V e da l l ( a l i n ec o r r o s i o nr c s i s t a n c ef ．。