稀土對(duì)Ni-P非晶鍍層和Ni-P-β-SiC復(fù)合鍍層性能的影響.pdf

1、鋁合金存在硬度低、耐磨性差、容易發(fā)生晶間腐蝕等問題而使其應(yīng)用受到限制。在鋁合金表面上形成復(fù)合鍍層是解決以上問題非常有效的途徑之一。復(fù)合鍍層是一種具有優(yōu)良性能且功能特殊的新型復(fù)合材料，它能顯著提高鍍層的硬度和耐磨性。β-SiC具有很好的化學(xué)穩(wěn)定性、抗磨、耐高溫、耐熱震、耐腐蝕等性能，是理想的第二相增強(qiáng)顆粒。在多種材料制備、加工工藝以及表面處理技術(shù)中，添加適量的稀土元素能夠顯著地改善工藝條件、降低生產(chǎn)成本并提高產(chǎn)品性能。本文以提高鋁合金表面

2、綜合性能為目的，通過化學(xué)復(fù)合鍍技術(shù)在鋁合金基體表面制備了性能優(yōu)異的Ni-P-β-SiC復(fù)合鍍層，重點(diǎn)研究了稀土對(duì)Ni-P非晶鍍層和Ni-P-β-SiC復(fù)復(fù)合鍍層性能的影響。采用光學(xué)顯微鏡、X射線衍射儀、掃描電鏡(SEM)和能譜儀(EDS)、劃痕儀、顯微維氏硬度儀等多種檢測(cè)手段對(duì)復(fù)合鍍層的微觀形貌、元素分布、結(jié)構(gòu)性能等做了表征和分析，主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下。
　　(1)研究了鍍液中β-SiC微粉的添加量與Ni-P-β-SiC復(fù)合鍍層

3、力學(xué)性能之間的關(guān)系，確定了β-SiC微粉的最佳添加濃度。研究結(jié)果表明：添加β-SiC微粉能顯著提高復(fù)合鍍層的硬度和耐磨性，當(dāng)加入鍍液中β-SiC微粉的濃度為10g/L時(shí)，所得Ni-P-β-SiC復(fù)合鍍層綜合性能最佳，此時(shí)鍍層與基體界面清晰且結(jié)合良好，β-SiC微粉均勻彌散于Ni-P基質(zhì)合金鍍層內(nèi)，整個(gè)鍍層平整光滑，沒有裂紋等缺陷，沉積速率、硬度均達(dá)到最高，分別為14.2μm/h和580HV0.05，磨損量比相同試驗(yàn)條件下Ni-P非晶鍍層

4、磨損量降低了1.6倍，摩擦系數(shù)降低為0.5，耐磨性得到顯著提高。
　　(2)研究了稀土鹽Y(NO3)3和LaCl3對(duì)Ni-P非晶態(tài)化學(xué)鍍層微觀形貌、沉積速率、硬度和耐蝕性等性能的影響。研究結(jié)果表明：兩種稀土元素均提高了Ni-P非晶態(tài)鍍層中P的含量和鍍層的非晶化程度，沉積速率、耐蝕性和硬度均有顯著提高，Y元素的作用更加顯著；當(dāng)添加150mg/L的Y(NO3)3時(shí)，所獲得的鍍層綜合性能最佳，結(jié)合力為32.64N，P含量達(dá)12.6％，顯

5、微硬度達(dá)558.6HV0.05，沉積速率為26.5μm/h，耐蝕性顯著提高：在3.5%的NaCl溶液中，鍍層的腐蝕電位由-0.70V上升到-0.48V，提高了220mV。
　　(3)重點(diǎn)研究了稀土鹽Y(NO3)3對(duì)Ni-P-β-SiC復(fù)合鍍層性能的影響。研究結(jié)果表明：在鍍液中添加稀土鹽Y(NO3)3能提高Ni-P-β-SiC復(fù)合鍍層的沉積速率、耐蝕性和耐磨性。當(dāng)稀土鹽Y(NO3)3添加濃度為1.0g/L時(shí)所獲得的Ni-P-β-Si