技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于航天器的ZK61M鎂合金復雜件化學鍍鎳磷合金方法，屬于航天器工程
技術領域：
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背景技術：
：鎂資源蘊藏量豐富，在地殼中的含量達到2.1%～2.7%，是僅次于鋁、鐵、鈣、鈉、鉀居第6位的金屬元素。鎂是最輕的金屬材料之一，其密度只有1.7g/cm3；鎂合金密度小、強度高、剛性好；阻尼性能好，吸收能力強；具有較好的鑄造性和加工性能等。鑒于鎂合金重量輕、機械性能和加工性能好等優(yōu)點，鎂合金已經(jīng)成為我國航天器輕量化設計中廣泛應用的金屬材料。但由于鎂合金自身的耐腐蝕性能很差，以及航天器特殊的功能性要求，在航天器工程
技術領域：
需要對鎂合金零件進行化學鍍鎳磷合金處理。ZK61M鎂合金是我國航天器使用的主要鎂合金材料之一，具有剛性佳、減震性和機械加工性好、熱導性好、熱穩(wěn)定性高、電磁屏蔽特性好、阻尼性好和可回收等優(yōu)點，適用于航天器的輕質外殼、蒙皮、減振系統(tǒng)元件和其他構件。不同牌號的鎂合金，由于其成分和相組成的差異，預處理和化學鍍工藝均會有所不同。因此，本發(fā)明涉及的化學鍍鎳磷合金生產(chǎn)工藝不僅要適用于ZK61M鎂合金，而且還要滿足航天器的特殊功能性要求。技術實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于彌補現(xiàn)有化學鍍鎳磷合金工藝無法滿足航天器ZK61M鎂合金復雜件的生產(chǎn)鍍覆需求，而提出一種適用于航天器ZK61M鎂合金復雜件批次生產(chǎn)的化學鍍鎳磷合金工藝。本發(fā)明的目的通過下述技術途徑實現(xiàn)，“一種用于航天器的ZK61M鎂合金復雜件化學鍍鎳磷合金方法”包括以下步驟：A、預處理：對鎂合金零件進行堿洗、兩步活化。堿洗液為碳酸鈉20~40g/L，氫氧化鈉10~30g/L，OP-100.1~3mL/L，溶液溫度為70~90℃，處理時間為5~10min；第一步活化液為氟化鈉5~30g/L，溶液溫度為30~50℃，處理時間為1~5min，第二步活化液為磷酸150~200mL/L及緩蝕劑若干，溶液溫度為室溫，處理時間為0.5~1min。B、化學鍍：化學鍍液采用硫酸鎳為主鹽，次亞磷酸鈉為還原劑，醋酸鈉、氨基酸和硫酸銨等為絡合劑，乙酸鈉為緩沖劑，OP-10為潤濕劑。C、封閉：封閉液由硫酸鈷、氟硅酸鈉等組成。D、熱處理：160~240℃，1h。進一步，化學鍍液組成為硫酸鎳10~15g/L，次亞磷酸鈉25~40g/L，醋酸鈉20~30g/L，氨基酸5~40mL/L，硫酸銨10~20g/L，乙酸鈉2~8g/L，OP-10潤濕劑1~20mL/L；鍍液溫度為80~90℃，鍍液pH值為5.0~7.0，處理時間為1~2h。所述的絡合劑由醋酸鈉、氨基酸和硫酸銨等組成。進一步，封閉液為硫酸鈷10~30g/L、氟硅酸鈉40~80g/L，溶液溫度70~100℃，處理時間1~15s。熱處理溫度160~240℃，處理時間1h。進一步，在堿洗、第一步活化、第二步活化、化學鍍等各工序間均進行常溫水洗，水洗時間為30~60s，化學鍍后進行熱水洗，熱水溫度為60~90℃，水洗時間1~2min。本發(fā)明與以往技術相比，具有以下優(yōu)點：1、采用以往的預處理和化學鍍液對ZK61M鎂合金進行化學鍍，鍍速慢，容易起泡、脫皮，鍍層與基體間結合力差，耐蝕性低，且不能在尺寸大，形狀復雜的零件上獲得厚度均勻的鍍層。本發(fā)明根據(jù)ZK61M鎂合金的成分及相組成特點，兼顧航天器復雜件的鍍覆要求，在預處理工藝和化學鍍液組成等方面做了大量的優(yōu)化和改進，首次研發(fā)出一套適合于航天器ZK61M鎂合金復雜件的化學鍍鎳磷合金生產(chǎn)工藝。該工藝具有起鍍性好、鍍速快，結合力和耐蝕性好等優(yōu)點，對于航天器鎂合金復雜件，均鍍能力和深鍍能力均可滿足要求，且成品率高，可用于航天器鎂合金復雜件批次性鍍覆生產(chǎn)。2、與以往的預處理方法相比，本發(fā)明采用的預處理方法除油、去除氧化層效果更好，尤其是預處理后得到的活化膜層更適合后續(xù)的鎂合金化學鍍工序。3、本發(fā)明的化學鍍液采用新型復合絡合劑，提高了鍍液活性和鍍速，使零件在鍍液中更容易起鍍，且鍍液穩(wěn)定性好，易于維護。4、化學鍍后續(xù)的封閉和熱處理大大改善了鍍層與基體間的結合力和鍍層的耐蝕性。附圖說明本發(fā)明的ZK61M鎂合金復雜件化學鍍鎳磷合金方法由以下實施例及附圖給出。圖1為本發(fā)明提供的ZK61M鎂合金復雜件化學鍍鎳磷合金方法流程。圖2為ZK61M鎂合金化學鍍鎳磷合金鍍層的微觀表面形貌。圖3為ZK61M鎂合金及其鎳磷合金化學鍍層的Tafel曲線。具體實施方式下面結合圖1中的工藝流程和圖2中的鎂合金復雜件，對本發(fā)明中的ZK61M鎂合金復雜件化學鍍鎳磷合金方法進行說明。試件為圖2所示的機加工后的ZK61M鎂合金復雜件。1）將鎂合金復雜件浸入堿洗槽中堿洗：堿洗液為碳酸鈉20~40g/L，氫氧化鈉10~30g/L，OP-100.1~3mL/L，溶液溫度為70~90℃，處理時間為5~10min。2）將鎂合金復雜件浸入水洗槽中水洗30~60s，去除零件上的殘留堿液。3）將鎂合金復雜件浸入第一步活化槽中進行第一步活化：活化液為氟化鈉5~30g/L，溶液溫度為30~50℃，處理時間為1~5min。4）將鎂合金復雜件浸入水洗槽中水洗30~60s，去除零件上的殘留活化液。5）將鎂合金復雜件浸入第二步活化槽中進行第二步活化：活化液為磷酸150~200mL/L及緩蝕劑若干，溶液溫度為室溫，處理時間為0.5~1min。6）將鎂合金復雜件浸入水洗槽中水洗30~60s，去除零件上的殘留活化液。7）將鎂合金復雜件浸入化學鍍槽中進行化學鍍：化學鍍液組成為硫酸鎳10~15g/L，次亞磷酸鈉25~40g/L，醋酸鈉20~30g/L，氨基酸5~40mL/L，硫酸銨10~20g/L，乙酸鈉2~8g/L，OP-10潤濕劑1~20mL/L；鍍液溫度為80~90℃，鍍液pH值為5.0~7.0，處理時間為1~2h。8）將鎂合金復雜件浸入溫度為60~90℃的水洗槽中水洗1~2min，去除零件上的殘留鍍液。9）將鎂合金復雜件浸入封閉液槽中進行封閉，封閉液為硫酸鈷10~30g/L、氟硅酸鈉40~80g/L，溶液溫度70~100℃，處理時間1~15s。10）將鎂合金復雜件浸入水洗槽中水洗30~60s，去除零件上的殘留封閉液。11）熱風吹干鎂合金復雜件。12）將鎂合金復雜件放入已達到規(guī)定溫度的烘箱中進行熱處理。熱處理溫度160~240℃，處理時間1h。采用上述工藝得到的ZK61M鎂合金化學鍍鎳磷合金鍍層經(jīng)過測試，性能如附表所示：附表：采用本發(fā)明方法得到的ZK61M鎂合金化學鍍鎳磷合金鍍層性能測試項目測試方法測試結果鍍層厚度QJ478-90金屬鍍覆層厚度測量方法鍍層厚度20~48μm（化學鍍時間不同）結合強度QJ479-90金屬鍍覆層結合強度試驗方法無剝落、片落、起泡、起皮等發(fā)生耐鹽霧試驗性能QJ2027-90金屬鍍覆層耐鹽霧試驗方法第一銹點時間為56h耐濕熱試驗性能QJ481-90金屬鍍覆層耐交變濕熱試驗方法168h后無起泡、起皮和腐蝕發(fā)生圖2為化學鍍鎳磷合金后的ZK61M鎂合金復雜件宏觀照片，圖3為ZK61M鎂合金化學鍍鎳磷合金鍍層的微觀表面形貌?？梢?，化學鍍鎳磷合金鍍層表面呈胞狀形貌，胞狀顆粒均勻、致密，無明顯缺陷?？梢?，ZK61M鎂合金經(jīng)化學鍍后：腐蝕電位大幅提高，說明腐蝕傾向顯著降低；腐蝕電流密度降低了3個數(shù)量級，說明腐蝕速率顯著降低。因此，采用本發(fā)明方法得到的化學鍍鎳磷合金鍍層能有效提高ZK61M鎂合金的耐腐蝕性能。當前第1頁1 2 3