鎂合金表面亞微米SiCp-Ni-p化學(xué)鍍層相關(guān)研究.pdf

1、鎂合金由于其高比強(qiáng)度、高比剛度、低密度、易回收和屏蔽電磁干擾等優(yōu)點(diǎn)越來越受到重視。其產(chǎn)品在汽車制造、航天航空、3C產(chǎn)品和生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有廣泛的運(yùn)用,但是該合金較差的耐腐蝕性能以及耐磨性能制約了其更廣泛的發(fā)展。本文通過直接復(fù)合化學(xué)鍍工藝,在AZ91D鎂合金基體上獲得了三種粒徑等級(jí)(納米、亞微米和微米)的Ni-P-SiCp鍍層以及亞微米SiCp復(fù)合鍍層的優(yōu)化鍍層,論文研究了鍍層的表面形貌、力學(xué)性能以及鍍層的抗腐蝕性及摩擦磨損性能,對(duì)比分析了

2、SiCp粒徑和濃度對(duì)鍍層性能的影響,得到的結(jié)論如下:
　　 本試驗(yàn)成功的制備了鎂基化學(xué)鍍鎳層和納米、亞微米和微米三種粒徑的SiCp化學(xué)復(fù)合鍍層。表面形貌觀察可以看出SiCp細(xì)化了晶粒:三種復(fù)合鍍層中亞微米SiCp鍍層晶粒細(xì)小,晶簇較均勻,最為理想,只是存在晶簇間隙過大的缺陷,納米SiCp復(fù)合鍍層表面晶簇不均勻,微米SiCp復(fù)合鍍層細(xì)化程度較小;復(fù)合粒子SiCp可以提高鍍層的沉積速度,當(dāng)顆粒濃度為6g/L時(shí),鍍速最大;三種復(fù)合鍍層

3、(SiCp濃度為4g/L時(shí))的硬度均大于化學(xué)鍍層,其中亞微米SiCp/Ni-P化學(xué)復(fù)合鍍層的硬度最高(硬度值為673.1HV),且鍍層的硬度隨著鍍液中SiCp濃度增加出現(xiàn)先增大后減少的變化趨勢,拐點(diǎn)為SiCp濃度為4g/L時(shí);復(fù)合鍍層鹽霧腐蝕時(shí)間比化學(xué)鍍層長,而孔隙率略大于化學(xué)鍍層,可見復(fù)合鍍層耐腐蝕性優(yōu)于化學(xué)鍍層,但是孔隙率過高制約了其增強(qiáng)強(qiáng)度,有待改善。
　　 當(dāng)載荷2N,摩擦磨損時(shí)間60min時(shí),化學(xué)鍍層和三種SiCp復(fù)合

4、鍍層(依次為納米級(jí)、亞微米級(jí)、微米級(jí))的摩擦系數(shù)分別為0.652、0.591、0.351和0.469,亞微米SiCp復(fù)合鍍層表現(xiàn)出良好的減摩性能,其摩擦系數(shù)隨著載荷的增大有所增加;復(fù)合鍍層的磨損機(jī)理主要是顆粒磨損和粘著磨損共同作用,SiCp對(duì)材料粘著磨損起到一定的抑制作用;亞微米SiCp復(fù)合鍍層的磨損量僅為0.012mg,化學(xué)鍍層和其它復(fù)合鍍層(納米級(jí)、微米級(jí))的磨損量分別為0.089mg、0.021mg、0.047mg,這表明,亞微米

5、復(fù)合鍍層具有好的耐磨性能;熱處理可以進(jìn)一步提升鍍層的耐磨性能,熱處理后的鍍層磨損量約為鍍態(tài)鍍層磨損量的56%～85%。
　　 針對(duì)亞微米SiCp復(fù)合鍍層因孔隙率較高限制了其鍍層耐腐蝕性較大程度地提高這一問題,本文提出了兩個(gè)改進(jìn)工藝:復(fù)合鍍-化學(xué)鍍和化學(xué)鍍-復(fù)合鍍。前者工藝鍍層孔隙率為4.2個(gè)/cm2,優(yōu)化效果不理想;后者工藝鍍層孔隙率為0個(gè)/cm2,腐蝕時(shí)間(72h)為復(fù)合鍍層腐蝕時(shí)間(45h)的1.6倍,耐腐蝕性提高,且表現(xiàn)出