Ni-P-WC納米復(fù)合鍍層的制備與性能研究.pdf

1、電化學(xué)復(fù)合鍍從普通的化學(xué)鍍和電刷鍍，發(fā)展到復(fù)合鍍直至納米顆粒復(fù)合鍍，是為了滿足裝備零件在高速，重載等惡劣工況下的服役要求。采用納米顆粒復(fù)合鍍技術(shù)的目的是為了制備具有優(yōu)良耐磨性能的納米顆粒復(fù)合鍍層。 本文采用綜合性方法(包括超聲波、機(jī)械攪拌、表面活性劑等)制備納米顆粒復(fù)合鍍鍍液，通過試驗優(yōu)化了工藝參數(shù)，從而選擇一個最佳的實(shí)驗方案。采用掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線衍射儀(XRD)等分析手段研究納米顆粒復(fù)合鍍層的微觀結(jié)構(gòu)和組織形貌

2、，研究納米顆粒復(fù)合鍍層的沉積機(jī)理及納米顆粒對鍍層的強(qiáng)化機(jī)理；對鍍件進(jìn)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。 1.優(yōu)化了鍍層制備工藝。當(dāng)鍍液中納米顆粒含量為1 g/L，攪拌速度為200 rad/min,鍍液pH值為4.5，施鍍時間為3小時，可以使施鍍速度達(dá)到最快(5μ/h)，并且得到組織均勻、納米顆粒分布均勻的復(fù)合電鍍層。 2.用SEM和XRD觀察分析了納米顆粒復(fù)合鍍層的組織結(jié)構(gòu)，探討了

3、納米顆粒復(fù)合鍍層的強(qiáng)化機(jī)理，即：細(xì)晶強(qiáng)化和第二相質(zhì)點(diǎn)強(qiáng)化。復(fù)合鍍層表面納米顆粒分布均勻，與基質(zhì)金屬結(jié)合緊密。 3.對納米顆粒化學(xué)復(fù)合鍍層進(jìn)行了200℃、400℃和600℃的熱處理，發(fā)現(xiàn)WC納米顆粒在熱處理過程中沒有任何組織結(jié)構(gòu)改變，而鍍層的基質(zhì)Ni-P由非晶態(tài)轉(zhuǎn)變成晶態(tài)，隨之硬度和耐磨性也得到了提高，其中經(jīng)400℃熱處理后的性能達(dá)到最佳，硬度達(dá)到1150 HV，摩擦磨損系數(shù)約為0.1。 4.對納米復(fù)合鍍層的磨損形貌進(jìn)行了

4、SEM觀察，表明在磨損過程中，彌散分布的納米顆粒通過阻礙位錯的滑移來阻礙塑性變形的發(fā)生，并對復(fù)合鍍層起到了硬質(zhì)強(qiáng)化作用，抑制疲勞裂紋的萌生和擴(kuò)展，揭示了納米復(fù)合鍍層具有優(yōu)良抗接觸疲勞性能的本質(zhì)。 5.對納米復(fù)合鍍層組織與抗微動磨損性能關(guān)系的研究，闡明了納米復(fù)合鍍層的抗微動磨損機(jī)理。納米復(fù)合鍍層細(xì)小的組織結(jié)構(gòu)、高硬度和彌散分布的納米顆粒以及微動磨損過程中納米顆粒對磨屑層的再強(qiáng)化，提高復(fù)合鍍層磨損面的塑性變形抗力，抑制裂紋的萌生和擴(kuò)