Galwaniczne powłoki niklowe na stopach magnezu

Wyniki badań

Na rys. 2-3 pokazano powłokę kompozytową wytworzoną na stopie magnezu. Na rys. 2 widać równomiernie rozłożone cząstki węglika krzemu w osnowie metalowej. Część z wbudowanych cząstek tworzy większe skupiska (aglomeraty). Na rys. 3 przedstawiono przekrój poprzeczny powłoki. Cząstki ceramiczne nie są widoczne na przekroju z uwagi na nanometryczny rozmiar. Natomiast analiza chemiczna wykonana w mikroobszarach za pomocą skaningowego mikroskopu optycznego potwierdza ich występowanie w osnowie metalowej. Powłoka jest ciągła w analizowanym obszarze, jednak stwierdzono również miejsca występowania wad w postaci pęknięć. Obserwowano również odwarstwienia powłoki od metalicznego podłoża.

Wyniki badań korozyjnych (tab. 3) wykonane metodą elektrochemiczną wskazują na wyższą odporność korozyjną stopu magnezu z wytworzoną powłoką kompozytową. Krzywa polaryzacyjna jest przesunięta w kierunku bardziej katodowym w stosunku do stopu bez wytworzonej powłoki. Na wyższą odporność korozyjną wskazują również niższa wartość gęstości prądu korozji (i_corr) oraz wyższa wartość oporu polaryzacyjnego (R_p). W przypadku badań korozyjnych stopów magnezu z wytworzoną powłoką niklową zbrojoną cząstkami SiC wykonanych w środowisku obojętnej mgły solnej stwierdzono gwałtowną korozję charakteryzującą się całkowitym odwarstwieniem powłoki od materiału podłoża. Występujące w niklowej kompozytowej powłoce nieciągłości doprowadziły do korozji galwanicznej pomiędzy niklem i magnezem. Tworzące się stałe i gazowe produkty korozji spowodowały oderwanie się powłoki i intensywną korozję materiału podłoża.

Podsumowanie

Otrzymanie prawidłowych powłok kompozytowych na stopach magnezu AZ61 z wbudowaną fazą ceramiczną SiC jest trudne. Spowodowane jest to niestabilną pracą roztworów do wytwarzania powłok kompozytowych oraz powłok pośrednich Ni-P (gwałtowne zmiany pH, kąpiele bardzo podatne na zmiany stężeń składników podstawowych). Uzyskane powłoki są słabo przyczepne do podłoża i mają nieciągłości, które stanowią poważny problem w zapewnieniu odpowiedniej odporności korozyjnej. Powłoki po badaniu w warunkach obojętnej mgły solnej odwarstwiają się, powodując przyspieszoną korozję stopów magnezu.

Opracowanie parametrów wytwarzania prawidłowych powłok na stopach magnezu zapewniających skuteczną ochronę przed korozją wymaga przeprowadzenia dalszych badań zmierzających do opracowania bardziej stabilnych kąpieli do wytwarzania kompozytowych powłok niklowych.

Badania wykonano w ramach realizacji pracy statutowej (nr sprawozdania 7297/2014) – badań naukowych i prac rozwojowych służących rozwojowi specjalności naukowych lub kierunków badawczych finansowanych przez MNiSW.

Piśmiennictwo

1. Wu C.S., Zhang Z., Cao F.H., Zhang L.J., Zhang J.Q., Cao C.N.: Study on the anodizing of AZ31 magnesium alloys in alkaline borate solutions. „Applied Surface Science”, 253 (2007), 3893-3898.
2. Stankiewicz A., Laszczyńska A., Winiarski J., Szczygieł B.: Wybrane metody wytwarzania powłok ochronnych na magnezie i jego stopach. „Ochrona przed korozją”, 53 (4-5), 2010.
3. Zhang Y., Yan Ch., Wang F., Lou H, Cao Ch.: Study on the environmentally friendly anodizing of AZ91D magnesium alloy. „Surface & Coatings Technology”, 161 (2002), 36-43.
4. Rateick R.G. Jr., Shen-Jiang Xia, Viola I. Birss: Sealing methods for enhanced corrosion protection of anodized magnesium alloy WE43A-T6. „Magnesium Technology”, 2002.
5. Gu C., Lian J., He J., Jiang Z., Jiang Q.: High corrosion resistance nanocrystalline Ni coating on AZ91D magensium alloy. „Surface & Coatings technology”, 200 (2006), 5413-5418.
6. Yang H., Guo X., Chen X., Birbilis N.: A homogenisation pre-treatment for adherent and corrosion-resistant Ni electroplated coatings on Mg-alloy AZ91D. „Corrosion Science”, 79 (2014), 41-49.
7. Szeptycka B.: Kształtowanie struktury i właściwości elektrolitycznych nanowarstw kompozytowych Ni-SiC, Ni-PTFE i Ni-SiC-PTFE. Warszawa 2009.
8. Huang C.A., Wang T.H., Weirich T., Neubert V.: Electrodeposition of a protective copper/nickel deposit on the magnesium alloy (AZ31). „Corrosion Science”, 5 (2008), 1385-1390.
9. Gray J.E., Luan B.: Protective coatings on magnesium and its alloys – a critical review. „Journal of Alloys and Compounds”, 336 (2002), 88-113.

zdjęcia: autorzy

Może Cię również zainteresować >>>

Galeria

Zobacz więcej