鈦合金表面化學(xué)鍍Ni-P和Ni-P-MoS2復(fù)合層及耐磨性研究.pdf

1、本文篩選了鈦合金表面化學(xué)鍍Ni-P層和Ni-P-MoS2復(fù)合鍍層工藝配方，探尋了提高鈦合金表面化學(xué)鍍層結(jié)合力的方法，分析了鍍液組分和工藝參數(shù)對鍍層沉積速率、鍍層中磷含量及復(fù)合鍍層中MoS2含量的影響，研究了Ni-P層和Ni-P-MoS2復(fù)合鍍層的形貌、成分、組織結(jié)構(gòu)，探討了MoS2粒子與Ni-P共沉積機(jī)理。測試了化學(xué)鍍Ni-P層和Ni-P-MoS2復(fù)合層的顯微硬度和磨損特性，初步探討了兩種鍍層的磨損機(jī)理。
　　研究結(jié)果表明：鍍液組

2、分的合理配制及施鍍工藝參數(shù)的合理選擇有利于提高鍍層的沉積速率和控制鍍層中的磷含量，改變鍍液中次磷酸鈉的含量、pH值和絡(luò)合劑的量，可獲得磷含量最高為11.76wt％、最低為3.25 wt%的Ni-P層，最大沉積速率為22μm/h?；瘜W(xué)鍍Ni-P最佳工藝配方：NiSO4·6H2O0.1mol/L，NaH2PO2·H2O0.25mol/L，Na3C6H5O7·2H2O0.05mol/L，C3H6O30.2mol/L，C4H6O50.05 mo

3、l/L，KIO30.5mg/L，CH4N2S1.0mg/L，pH值5.0，溫度90℃，施鍍時(shí)間60~90min。改進(jìn)后的二次浸鋅活化工藝操作簡單、活化效果好，并提高了鍍層與基體的結(jié)合強(qiáng)度，可使鍍層的結(jié)合強(qiáng)度達(dá)到20N以上，經(jīng)600℃處理后，鍍層的結(jié)合強(qiáng)度可達(dá)35N。
　　化學(xué)鍍Ni-P層的耐磨性能優(yōu)于TC4鈦合金，鍍態(tài)鍍層硬度為665HV，磨損量為2.27mg，最小摩擦系數(shù)0.35，而鈦合金基材的硬度、磨損量和摩擦系數(shù)分別為378

4、HV、9.6mg和0.9，Ni-P鍍層耐磨性能隨著鍍層中磷含量的降低逐漸增加，磷含量為3.25wt%的Ni-P鍍層耐磨性能最好。熱處理有助于提高Ni-P鍍層的硬度和耐磨性能，高、中及低磷鍍層耐磨性能最佳的熱處理溫度分別為600℃、500℃和500℃，時(shí)效時(shí)間為1h；Ni-P鍍層的耐磨性能隨著摩擦磨損載荷的增加而逐漸降低。Ni-P鍍層磨損的機(jī)制主要表現(xiàn)為磨料磨損、粘著磨損及氧化磨損，重載高磷鍍層還會表現(xiàn)出疲勞磨損機(jī)制。
　　在化學(xué)鍍

5、Ni-P工藝配方的基礎(chǔ)上，加入陽離子表面活性劑(A1)0.25g/L和非離子表面活性劑(C1)3ml/L互配使用可獲得自潤滑性能優(yōu)異的復(fù)合鍍層，MoS2粒子與Ni-P共沉積的作用機(jī)理表現(xiàn)為力學(xué)機(jī)理和電化學(xué)機(jī)理，其中以力學(xué)作用機(jī)理為主。復(fù)合鍍層中MoS2含量主要由溫度、pH值、攪拌速率及鍍液中MoS2濃度控制，可獲得 MoS2含量最大為10.46 wt%復(fù)合鍍層。Ni-P-MoS2復(fù)合鍍層擁有較低的摩擦系數(shù)，自潤滑性能好，復(fù)合鍍層摩擦系數(shù)