電沉積NI-P-BN(h)復(fù)合鍍層制備工藝及其性能研究.pdf

1、Ni-P合金鍍層已被作為保護(hù)鍍層廣泛應(yīng)用于化工、機(jī)械、電子、航空航天和國(guó)防工業(yè)等諸多領(lǐng)域。由基質(zhì)金屬和第二相顆粒構(gòu)成的金屬基復(fù)合鍍層具有基質(zhì)金屬和復(fù)合微粒的雙重特點(diǎn)。BN(h)是一種具有和石墨類似層狀六方結(jié)構(gòu)的氮化硼微粒，層與層之間是靠范德華力連接，易產(chǎn)生滑動(dòng)，具有良好的自潤(rùn)滑作用。本課題主要研究電沉積Ni-P-BN(h)復(fù)合鍍層的制備工藝及其性能，其目的是在45鋼零件表面上鍍覆上一層摩擦系數(shù)低、耐腐蝕性能好的鍍層，可以延長(zhǎng)零件的工作壽

2、命，也可用電沉積方法修復(fù)金屬零件的超差尺寸，使某些超差尺寸零件重新利用。
　　首先，以Ni-P合金鍍層為研究對(duì)象，在前人的研究基礎(chǔ)上，研究了電沉積時(shí)間和電流密度對(duì)鍍層外觀形貌、相結(jié)構(gòu)、表面粗糙度和顯微硬度的影響規(guī)律，得到制備鍍層較好的加工工藝參數(shù)為:電流密度為7.0 A/dm2，電沉積時(shí)間為3h，鍍液溫度為60℃。然后通過(guò)對(duì)表面活性劑親疏平衡值（HLB）的計(jì)算、BN㈣微粒表面Zeta電位值的測(cè)量、自然沉降法和實(shí)際電沉積實(shí)驗(yàn)對(duì)十二烷

3、基硫酸鈉(SDS)、十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）、聚乙烯醇(PVA-1750)、三乙醇胺（TEA）、十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)、聚乙二醇(PEG-6000)六種表面活性劑進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，認(rèn)為CTAB的效果最佳。結(jié)合CAE方法分析電沉積過(guò)程中電流密度和電場(chǎng)的分布情況，結(jié)果表明電場(chǎng)近似于勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)，電流密度分布較均勻，在電沉積較長(zhǎng)時(shí)間時(shí)鍍層厚度更均勻，實(shí)際實(shí)驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果一致。
　　其次，研究了不同BN(h)微粒濃度對(duì)復(fù)合鍍層的

4、表面形貌、顯微硬度和摩擦性能的影響規(guī)律，結(jié)果表明，隨著微粒濃度的增加，Ni-P-BN(h)復(fù)合鍍層的顯微硬度值呈現(xiàn)出逐漸下降的趨勢(shì)，從555.18HV逐漸下降到509.96HV，復(fù)合鍍層的摩擦系數(shù)逐漸呈下降趨勢(shì)，由0.406下降到0.219;對(duì)比了Ni-P合金鍍層和Ni-P-BN(h)復(fù)合鍍層在熱處理過(guò)程中物相和顯微硬度的變化，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)熱處理后，兩種鍍層的顯微硬度均得到提高，但Ni-P-BN(h)復(fù)合鍍層比Ni-P合金鍍層的相變峰值溫度

5、更高，Ni-P-BN(h)復(fù)合鍍層從非晶態(tài)轉(zhuǎn)化為晶態(tài)的過(guò)程比Ni-P合金鍍層更慢。
　　再次，研究了Ni-P-BN(h)復(fù)合鍍層在稀鹽酸、稀NaOH溶液、高濃度NaCl溶液中的腐蝕特性，Ni-P-BN(h)復(fù)合鍍層在1.0％的鹽酸中浸泡實(shí)驗(yàn)表明，自腐蝕電流密度呈現(xiàn)出增大的趨勢(shì)，但增加的速度有所減慢;Ni-P-BN(h)復(fù)合鍍層在1.0％的NaOH溶液中的浸泡實(shí)驗(yàn)表明，復(fù)合鍍層的自腐蝕電流密度很小，相對(duì)于相同濃度的鹽酸溶液，其數(shù)量級(jí)

6、小了2～3個(gè)，隨著浸泡時(shí)間的增加，其自腐蝕電流密度整體上呈現(xiàn)出減小的趨勢(shì);Ni-P-BN(h)復(fù)合鍍層在10.0％的NaCl溶液中的浸泡實(shí)驗(yàn)表明，鍍層的自腐蝕電流密度隨著浸泡時(shí)間的增加，整體上也呈現(xiàn)出減小的趨勢(shì)。與45鋼相比，Ni-P-BN(h)復(fù)合鍍層在鹽酸、NaOH溶液和NaCl溶液中的耐腐蝕性好。
　　最后，用電沉積Ni-P-BN(h)復(fù)合鍍層的方法對(duì)超差的平面尺寸、外圓尺寸和內(nèi)孔尺寸進(jìn)行了修復(fù)的應(yīng)用，對(duì)已銹蝕的內(nèi)六角扳手和