Ni-W-P合金鍍層的制備工藝及抗高溫氧化性的研究.pdf

1、Ni-W-P合金由于具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性，優(yōu)異的耐蝕性和耐磨性，被廣泛用于軸承、軋輥、活塞環(huán)、熱煅模、鐘表機(jī)芯、石油容器和內(nèi)燃機(jī)氣缸等方面。Ni-W合金的沉積屬于誘導(dǎo)共沉積，電鍍液中金屬組分和工藝條件對(duì)沉積層組成的影響較為復(fù)雜。此外，Ni-W-P合金鍍層中各元素的含量對(duì)鍍層的微觀結(jié)構(gòu)和性能也具有至關(guān)重要的影響。
　　本文以Watts液為基礎(chǔ)，采用不同的工藝參數(shù)和鍍液組成制備出了Ni-W-P系列合金鍍層。利用SEM、XRD、EPMA等

2、方法來探究工藝條件對(duì)Ni-W-P鍍層的微觀形貌、組織成分、沉積速率等方面的影響。使用增重法測(cè)定鍍層的抗高溫氧化性，從而確定鍍液最佳組成。在此條件下，通過在鍍液中添加Al2O3顆粒制得了Ni-W-P-Al2O3復(fù)合鍍層，并研究了Al2O3含量對(duì)其抗高溫氧化性、鍍層結(jié)合強(qiáng)度的影響。結(jié)果如下：
　　電流密度、pH值、鍍液溫度對(duì)Ni-W-P鍍層沉積速率、形貌的影響尤為顯著。在pH值為6、電流密度12A.dm-2、鍍液溫度60℃、施鍍時(shí)間2

3、0min的工藝條件下，能夠得到表面質(zhì)量較好的Ni-W-P合金鍍層。此外，鍍液中Na2WO4·2H2O、H3PO3的濃度對(duì)鍍層中各元素含量影響較大：當(dāng)Na2WO4·2H2O濃度達(dá)到80g/L時(shí)，鍍層含W量較高且晶粒尺寸最小；當(dāng)H3PO3的濃度增加到20g/L時(shí)，鍍層中P的含量上升到3.9 at.％且表面質(zhì)量較好；在沉積過程中，W元素與P元素會(huì)競(jìng)爭(zhēng)析出，從而在鍍層中的含量會(huì)互相影響。當(dāng)鍍層中W含量為9.1 at.%，P含量為3.9 at.%

4、時(shí)，鍍層的抗高溫氧化性最好。添加一定濃度的Al2O3顆粒，可以有效細(xì)化Ni-W-P合金鍍層的胞狀組織，并且其納米Al2O3顆粒的細(xì)化效果明顯優(yōu)于微米Al2O3顆粒。納米Al2O3的加入能夠明顯提高鍍層的抗高溫氧化性，且當(dāng)Al2O3顆粒濃度達(dá)到15 g/L時(shí)，胞狀組織的平均尺度達(dá)到最小值且抗高溫氧化性最好。劃格法結(jié)果表明Ni-W-P-Al2O3復(fù)合鍍層的附著力達(dá)到了一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。因此，實(shí)驗(yàn)得出了制備Ni-W-P-Al2O3復(fù)合鍍層的最佳條件，