摘要：在汽车轮毂用的铝合金表面上电镀镍。研究镀液pH值、电流密度、镀液温度等因素对镀层耐蚀性能的影 响。用线性扫描伏安法研究镍镀层在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性能，用SEM和XRD表征了镍镀层的形貌和结 构。结果表明，电镀的最佳工艺条件为：镀液pH为4.2，电流密度为30mA/cm2，镀液温度为58°C;在该条件下获 得的镍镀层有很好的耐蚀性能，其结构为立方晶系。
关键词：电镀;镍;铝合金;耐蚀性能
铝合金制汽车轮毂以其美观、节能、散热性好、
质轻、寿命长、安全可靠、加工性好等优点，正逐步替 代钢制轮毂[卜4」。但随之也使汽车运动部件的工作 环境恶化，运动部件之间散热、润滑条件变差，摩擦 压强增大，这就要求汽车零件表面具有更高的耐热、
耐磨及降低摩擦系数的功能。这些功能的获得往往 是通过电镀等表面处理来实现的。
本文研究在铝合金表面电镀镍合金层，考察了 镀液的011值、电流密度、镀液温度等因素对镀层耐 蚀性的影响，获得了较适宜的锌镍合金电镀工艺，并 用32^1与父0尺表征了镀层的形貌和结构。
1 实验
1.1镀液组成
1.2 电镀工艺
铝轮毂电镀镍工艺流程：除锈—除油—弱腐蚀 —浸锌—脱锌―再浸锌—预镀镍—酸性镀铜—半光 亮镀镍。
半光亮镀镍的工艺条件：电流密度为25〜40 ：!!八八^2;镀液值为3.5〜4.5;镀液温度为
50 〜60 X：。
实验主要仪器：丫2〗了型直流电源;2X21型多 盘十进电阻器;9^-501型恒温槽;：[只3-2(2型 值计;3八2004型电子天平。
1.3镀层的表征
用乂丁30231：11^?扫描电镜测试镍镀层的 表观形貌，用型X射线衍射仪测试镍镀 层的组织结构。选择溶液作为腐蚀介 质，用0016608型电化学工作站测试镍镀层的阳极 稳态极化曲线，研究镀层的耐蚀性能。
2结果与讨论
2.1电流密度对镀层耐蚀性能的影响
控制镍镀液温度为50只值为4.2，对不同 电流密度下镍镀层在3’ 50^的溶液中的耐腐 蚀性进行研究。在电流密度25爪八/啦2、30 。1112、35 III八/伽2、40 III八/啦2下测定镇镀层的阳极 极化曲线如图1所示。
由图1可知，电流密度从25饥八夂!!!2增加到 30 111八“!112时，极化曲线的致钝电流密度和维钝电 流密度均减小，致钝电位向负方向移动，表明镀层的 耐蚀性能增强。当电流密度变化到35 时，
极'化曲线的致钝电位几乎没有发生明显变化，而致 钝电流密度和维钝电流密度有所增加，表明镀层的 耐腐蚀性有所减弱。当电流密度变化到40 一 01112时，极化曲线的致钝电流密度和维钝电流密度均增加，致钝电位向正方向移动，表明耐腐蚀性能进 一步减弱。由此可知，在温度与1)9值保持恒定的 条件下，电流密度为30 III八久仍2时镀层的耐腐蚀性 能最佳。其致钝电位约为0.275 V，维钝电流密度 为1 00453八久砠2。这应该是电沉积的镍铜结晶交 界面处形成的镍铜合金引起的钝化，因为纯镍在 溶液中是不钝化的。
2.2镀液的1)11值对耐蚀性能的影响
控制镀镍溶液温度为55 1，电流密度为30 III八夂瓜2，对不同并[值下镍镀层在3丨50^的乂^1 溶液中的耐腐蚀性进行研究。测定值分别为 3.8、^ 2 3.5下的镍镀层的阳极极化曲线如图2 所示。
由图2可知，在13只值从3.8变化到4.2时， 极化曲线的致钝电流密度和维钝电流密度均减 小，致钝电位向负方向移动，表明镀层的耐蚀性能 增强。而15只值从4.2变化到4.5时，极化曲线的致钝电流密度和维钝电流密度均有小幅度的增 加，致钝电位没有发生显著的变化，表明镀层的耐 蚀性能有所减弱。由此可知，在温度与电流密度 保持恒定的条件下，9只值为^ 2时镀层的耐腐蚀 性能最佳。其致钝电位约为0.31 V，维钝电流密 度约为1 00611八八爪2。因为纯镍在乂义丨溶液中 是不钝化的，所以这应该是镍铜结晶交界面处形 成的镍铜合金引起的钝化。
2.3镀液温度对耐蚀性能的影响
控制镀镍溶液的值为1 2，电流密度为30 爪八八III2，对不同温度下镍镀层在50^的溶 液中的耐腐蚀性进行研究。测定温度分别为50 1、 55。0、58 1、60 I下的镍镀层的阳极极化曲线如图 3所示。由图可知，在温度从50 I变化到55。0时， 极化曲线的致钝电流密度和维钝电流密度均减小， 致钝电位向负方向稍微移动，表明镀层的耐蚀性能 增强。当温度从55 X：变化到58 I时，极化曲线的致钝电流密度和维钝电流密度均减小，致钝电位基 本不变，表明镀层的耐蚀性能有所增强。当温度再 从58 I变化到60 X：时，极化曲线的致钝电位虽有 负移，但致钝电流密度和维钝电流密度均显著增大。
由此可知，在值与电流密度保持恒定的条 件下，温度为58 I时耐腐蚀性能最佳。其致钝电位 为0^ 285 V，维钝电流密度约为0^ 00503八/啦2。 2.4镍镀层的结构和形貌表征
选择最佳工艺条件温度为55电流密度为 30爪八八11!2，?只值为I 2，在铝合金基体进行电镀 镍，镀镍后对其进行测试，结果示于图4。由 图可知电沉积的镍镀层具有立方晶系结构，其特征 衍射峰的甜角与他的标准衍射峰图谱01 — 1258 卡片完全吻合。
在3.50^1^01溶液中，分别对铝合金基底和 最佳条件下获得的镍镀层进行阳极极化腐蚀(腐蚀 电位扫至0丨1 V〕，用32^4测试腐蚀前后样品的表 面形貌如图5和图6所示。
由图6可知在同样腐蚀电位下，镍镀层表面被 腐蚀的很少，这是因为镍镀层表面平滑且致密，因而 耐腐蚀性能明显增强。
3结论
(工)在铝合金表面电镀半光亮镍的最佳工艺条 件：温度为55。0，电流密度为30爪八八!值为 ^ 2; 0镍镀层具有立方晶系结构; ^与铝合金相比，镍镀层具有良好的耐蚀性 能。在电沉积的镍铜交界面处形成镍铜合金，对 3^ 50^^01溶液产生钝化。
