低碳鋼表面電沉積鎳涂層材料設(shè)計及其性能研究.pdf

1、低碳鋼有較高的塑性、強(qiáng)度和價格低廉而廣泛用于許多領(lǐng)域，但是由于耐腐蝕性差、耐磨性能不強(qiáng)很大程度上限制了其在許多要求較高領(lǐng)域的應(yīng)用。采用低碳鋼表面電沉積其他金屬可以取長補(bǔ)短，增加它的應(yīng)用性。例如鍍鎳鋼帶可以用于高性能手機(jī)電池殼。 采用電鍍工藝比較成熟而且綜合性能比較高的鎳涂層可以有效提高低碳鋼的防腐性能，增加耐磨性。以往電鍍鎳涂層一般是采用鍍薄鎳層，但是這樣在容易成型過程中露出基體表面。而且如果熱處理工藝不恰當(dāng)容易造成鍍層和基板的

2、脫落，從而失去了鍍層的保護(hù)作用，或者基體元素的暴露率過高，降低了鍍層的防腐性能。 本文主要采用低應(yīng)力氨基磺酸鹽鍍鎳工藝，通過在低碳鋼表面沉積上厚鎳層，以避免裸露基體。在熱力學(xué)方面，結(jié)合相圖原理采用合適的熱處理工藝，使鍍層和基體形成單相固溶體相，以提高較高界面強(qiáng)度，并消除隨著鍍鎳層厚度增加和擴(kuò)散熱處理過程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力。動力學(xué)方面，分析了熱處理之后斷面的濃度分布，采用俁野擴(kuò)散系數(shù)求法和Matlab編寫的小程序求解了鐵鎳互擴(kuò)散系數(shù)

3、。采用動態(tài)極化曲線法測試了不同熱處理工藝下的腐蝕性能。調(diào)整熱處理工藝，以保證在得到較高界面強(qiáng)度和機(jī)械性能的前提下控制濃度分布和露鐵率。 為了進(jìn)一步降低露鐵率，提高防腐性能，以動力學(xué)作為原理，分別研究了在基體和鍍層分別添加擴(kuò)散阻擋層Cr、Sn、Zn和Mo后的各項性能。結(jié)果表明，采用合適的熱處理，擴(kuò)散阻擋層的添加不僅在熱力學(xué)方面能滿足不添加時的效果，而且可以有效降低鐵的擴(kuò)散，提高防腐性能和其他機(jī)械性能。 本論文主要的創(chuàng)新點(diǎn)有