鋼領化學復合鍍納米涂層的摩擦磨損性能研究.pdf

1、本文論述了化學鍍的反應機理，并對化學鍍反應的熱力學和動力學進行了分析，綜述了近年來國內(nèi)外化學復合鍍Ni-P納米鍍層的研究進展。本文通過試驗優(yōu)化化學復合鍍工藝參數(shù)，選出最佳實驗方案，成功制備了Ni-P-nano-Al2O3復合鍍層。采用掃描電鏡(SEM)和X射線衍射(XRD)等分析手段研究Ni-P鍍層及Ni-P-nano-Al2O3復合鍍層的表面形貌、組織結構、顯微硬度，利用銷盤式摩擦磨損試驗機研究了兩種鍍層的摩擦磨損特性，重點是摩擦系數(shù)

2、、磨損率及其影響因素，并對磨損機理作了初步探討。對鍍件進行熱處理，分析熱處理前后鍍層中組織變化對性能的影響，其中包括硬度和耐磨性。
　　 研究結果如下:在試驗中以20＃鋼為試樣，采用正交試驗法優(yōu)化了化學鍍的工藝參數(shù)，得到了最佳的工藝參數(shù)為:乳酸25 g/L、檸檬酸5 g/L、溫度87℃、pH4.7。工藝參數(shù)的合理選擇直接影響鍍層的摩擦學性能，復合鍍液中加入適量的納米Al2O3有利于得到優(yōu)異的耐磨復合鍍層。Ni-P鍍層和Ni-P-

3、nano-Al2O3復合鍍層的耐磨性均遠好于20#鋼。化學鍍層為非晶態(tài)，經(jīng)一定的熱處理后，非晶態(tài)的Ni-P基質轉變?yōu)榫B(tài)，析出Ni3P金屬間化合物，硬度提高，對鍍層起到強化作用;同時，納米顆粒與基質鍍層形成牢固的化學結合，彌散分布于基質鍍層之中，起到第二相強化作用。Ni-P非晶態(tài)鍍層和Ni-P-nano-Al2O3復合鍍層最佳熱處理溫度均為400℃，Ni-P非晶態(tài)鍍層和復合鍍層分別具有最高的硬度和最小的摩擦系數(shù)。Ni-P鍍層的磨損機制主