鋅合金表面機(jī)械研磨化學(xué)復(fù)合鍍的研究.pdf

1、鋅合金作為一種經(jīng)濟(jì)快速模具材料，應(yīng)用于沖壓、吹塑和注塑等領(lǐng)域的試制和中小批量模具中取得了很好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。但是相對于鋼模，其強(qiáng)度硬度低、耐蝕耐磨性差，限制了其應(yīng)用?；瘜W(xué)鍍鎳能有效改善材料的表面性能，廣泛用于各種材料的表面改性，是一種重要的模具表面處理工藝。將化學(xué)鍍鎳用于鋅合金模具上，既可以充分利用鋅合金的成型性能好和成本低的優(yōu)勢，又能有效改善鋅合金模具的耐蝕耐磨性，提高其使用壽命。一般的化學(xué)鍍層均需要后續(xù)熱處理才能達(dá)到使用要求，但對

2、于鋅合金而言，其熔點比較低只能進(jìn)行中低溫?zé)崽幚?，低溫?zé)崽幚砗箦儗拥挠捕认鄬^低，并且在熱處理過程中鍍層可能會產(chǎn)生裂紋，暴露出基體而增加腐蝕；同時為了維持鍍層的外觀，熱處理時需加氣體保護(hù)，增加了鍍層后處理的難度和成本；對于一些特殊用途的模具，由于精度要求特別高，不能對其進(jìn)行熱處理，這在很大程度上限制了Ni-P鍍層優(yōu)良性能的發(fā)揮。所以如果能制得一種鍍態(tài)下就兼具高硬度和高耐蝕性的鍍層，就能解決一般化學(xué)鍍層需要熱處理后才能使用這一弊端，同時也解

3、決了鍍層在熱處理過程中耐蝕性下降的問題，并且這也能夠簡化鍍層的后處理工序，節(jié)約成本，拓寬化學(xué)鍍的使用范圍。
　　 本文通過向化學(xué)鍍Ni-P合金鍍液中加入機(jī)械研磨介質(zhì)和納米Al2O3粒子，利用化學(xué)沉積的方法，制備出機(jī)械研磨Ni-P鍍層、化學(xué)復(fù)合鍍Ni-P-Al2O3鍍層、機(jī)械研磨Ni-P-Al2O3復(fù)合鍍層，考察了鍍液中納米粒子添加量、鍍液溫度、pH值等工藝參數(shù)對微粒復(fù)合量和鍍速的影響。采用掃描電鏡(SEM)和X射線衍射(XRD)

4、對鍍層表面形貌及結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，同時研究了熱處理前后鍍層的顯微硬度以及耐蝕性，利用DSC熱分析方法對鍍層的晶化過程進(jìn)行了初步分析。結(jié)果表明：
　　 傳統(tǒng)鍍液配方適用于機(jī)械研磨化學(xué)鍍，工藝參數(shù)為pH4.5、溫度85℃，研磨介質(zhì)選擇直徑為0.8～1.2mm的玻璃球。制備的機(jī)械研磨Ni-P鍍層表面光滑、致密、光澤度好，無明顯孔隙缺陷，鍍層與基體結(jié)合力良好；能譜分析顯示鍍層中P含量為7.62％，為中磷鍍層；與傳統(tǒng)Ni-P鍍層相比，鍍態(tài)鍍

5、層的硬度和耐蝕性都相應(yīng)提高。采用物理+化學(xué)的分散方式獲得納米復(fù)合鍍層中納米粒子分散良好，當(dāng)納米Al2O3加入量為12g/L時，獲得的化學(xué)復(fù)合鍍層Ni-P-Al2O3表面光亮，呈灰白色，鍍層中納米Al2O3復(fù)合量為7.25％，P含量為6.58％；納米Al2O3加入能大幅度提高化學(xué)鍍層的硬度，但耐蝕性有所下降。將機(jī)械研磨技術(shù)和納米復(fù)合鍍技術(shù)相結(jié)合制得的機(jī)械研磨納米復(fù)合鍍層集合兩者的優(yōu)勢，在鍍態(tài)下硬度能達(dá)到820.6HV.1，耐蝕性也較好。<