Characterization of Ni-P coating prepared via electroless deposition on AZ31 magnesium alloy

Abstract

1 Czech AssociaƟon of Corrosion Engineers ÚVODBezproudově vyloučené Ni-P povlaky se v prů-myslu řadí mezi velmi žádanou povrchovou úpravu. Na běžných kovových substrátech plní převážně ochrannou funkci. Jedná se například o ochranu proti vnějším vlivům, korozi a zlepšení mechanických vlastností, ale také mohou přispívat ke zlepšení vzhledu povlakovaného dílu [1,2]. Tyto povlaky poté nacházejí svá uplatnění převážně v automobilovém, leteckém, elektrochemickém a telekomunikačním průmyslu [3][4][5]. U bezproudově vyloučených Ni-P povlaků díky absenci elektrického proudu odpadají také další energetické náklady a mají tedy v praxi velký potenciál z hlediska povlakování [6][7][8].Hořčíkové slitiny mají velmi nízkou hustotu a vysoký poměr pevnosti a hmotnosti. Jejich hlavní nevýhodou je, že vykazují nízkou korozní odolnost, jsou chemicky reaktivní, mají nízkou tvrdost a nízký modul pružnosti [9][10][11]. Jako jednu z vhodných povrchových úprav, pro zlepšení korozní odolnosti a fyzikálně-mechanických vlastností, lze využít depozice Ni-P povlaků [12]. Povrchové úpravy na bázi Ni-P povlaků se vyznačují zvýšenou korozní odolností, vyšší tvrdostí a odolností proti abrazi než hořčíkové slitiny. Povlaky na bázi Ni-P se středním až nízkým obsahem fosforu mohou vykazovat vysokou hodnotu tvrdosti [13,14].Obsah fosforu ve vyloučených Ni-P povlacích lze ovlivnit změnou pH niklovací lázně nebo změnou obsahu redukčního činidla [7,15]. Nízkofosforové povlaky, s obsahem fosforu do 5 hm. %, se vyznačují vysokou mikrotvrdostí, dosahující hodnot až 1300 jednotek HV [6]. S rostoucím obsahem fosforu v Ni-P povlacích (až do koncentrace cca 13 hm. %) dochází ke zvýšení korozní odolnosti, ale ke snížování hodnoty mikrotvrdosti a krystalinity povlaku [7,13,15]. Pro vlastnosti Ni-P povlaků je také značně rozhodující adheze k substrátu, kterou velmi výrazně ovlivňuje zejména vhodně zvolená předúprava substrátu [16]. EXPERIMENTÁLNÍ ÈÁST Použitý materiálPro přípravu Ni-P povlaku byly použity vzorky tvářené hořčíkové slitiny AZ31 o rozměrech 20 × 20 × × 1,6 mm. Chemické složení substrátu, hořčíkové slitiny AZ31, je uvedeno v Tab. 1 a odpovídá normě ASTM B90M [17]. Struktura slitiny AZ31 (viz Obr. 1) je tvoře-ná polyedrickými zrny substitučního tuhého roztoku δ Charakterizace Ni-P povlaku pøipraveného bezproudou depozicí na hoøèíkové slitinì AZ31Characterization of Ni-P coating prepared via electroless deposition on AZ31 magnesium alloy

Characterization of Ni-P coating prepared on a wrought AZ61 magnesium alloy via electroless deposition

“…In literature 2 , critical load value L c , where the first cracks were observed, is higher than that of the Ni-P coatings deposited on the AZ61 magnesium alloy ( Table 2) and the samples of AZ31 described in reference 21 . This fact can be attributed to several factors.…”

“…Comparing critical loads L c1 and L c2 of the experimental Ni-P coating deposited on the AZ61 magnesium alloy with the Ni-P coating deposited on the AZ31 magnesium alloy from 21 , it became clear that the Ni-P coating on the AZ61 magnesium alloy achieved lower critical values L c1 and L c2 . Oblique, parallel and transverse arch cracks were also observed on the Ni-P coating on the AZ31 magnesium alloy.…”

“…Oblique, parallel and transverse arch cracks were also observed on the Ni-P coating on the AZ31 magnesium alloy. 21 This effect can be attributed to a slight difference between the methods of the pre-treatment of the magnesium substrate before the deposition process. The adhesion of the deposited heat-treated Ni-P coating prepared on the AZ91 magnesium alloy was evaluated in reference.…”

“…This fact can be attributed to several factors. The progressive-load-type method of the scratch test was chosen for the evaluation of the adhesion of the experimental Ni-P coating on an AZ61 alloy and the Ni-P coating on an AZ31 alloy in 21 . However, the constant-load-type method of the scratch test was chosen for the evaluation of the adhesion of a heat-treated Ni-P coating in literature 2 .…”

Characterization of Electroless Ni–P Coating Prepared on a Wrought ZE10 Magnesium Alloy

“…The EDS analysis determined that the Ni content in the deposited Ni-P coating was 95.6 wt % and the P content was 4.4 wt %. Based on the literature [9,29], it was determined that the deposited Ni-P coating is low-phosphorus, as in the cases of the AZ31 magnesium alloy presented in [30] and the AZ61 magnesium alloy in [28]. Deposited Ni-P coating with an average thickness of about 10 µm was chosen for EDS analysis (Figure 3).…”