Ni-P-WC納米復(fù)合鍍層的制備與性能研究.pdf

1、電化學(xué)復(fù)合鍍從普通的化學(xué)鍍和電刷鍍，發(fā)展到復(fù)合鍍直至納米顆粒復(fù)合鍍，是為了滿足裝備零件在高速，重載等惡劣工況下的服役要求。采用納米顆粒復(fù)合鍍技術(shù)的目的是為了制備具有優(yōu)良耐磨性能的納米顆粒復(fù)合鍍層。 本文采用綜合性方法(包括超聲波、機(jī)械攪拌、表面活性劑等)制備納米顆粒復(fù)合鍍鍍液，通過(guò)試驗(yàn)優(yōu)化了工藝參數(shù)，從而選擇一個(gè)最佳的實(shí)驗(yàn)方案。采用掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線衍射儀(XRD)等分析手段研究納米顆粒復(fù)合鍍層的微觀結(jié)構(gòu)和組織形貌

2、，研究納米顆粒復(fù)合鍍層的沉積機(jī)理及納米顆粒對(duì)鍍層的強(qiáng)化機(jī)理；對(duì)鍍件進(jìn)行熱處理，分析熱處理前后鍍層中組織變化對(duì)性能的影響，其中包括硬度和耐磨性。 1.優(yōu)化了鍍層制備工藝。當(dāng)鍍液中納米顆粒含量為1 g/L，攪拌速度為200 rad/min,鍍液pH值為4.5，施鍍時(shí)間為3小時(shí)，可以使施鍍速度達(dá)到最快(5μ/h)，并且得到組織均勻、納米顆粒分布均勻的復(fù)合電鍍層。 2.用SEM和XRD觀察分析了納米顆粒復(fù)合鍍層的組織結(jié)構(gòu)，探討了

3、納米顆粒復(fù)合鍍層的強(qiáng)化機(jī)理，即：細(xì)晶強(qiáng)化和第二相質(zhì)點(diǎn)強(qiáng)化。復(fù)合鍍層表面納米顆粒分布均勻，與基質(zhì)金屬結(jié)合緊密。 3.對(duì)納米顆?；瘜W(xué)復(fù)合鍍層進(jìn)行了200℃、400℃和600℃的熱處理，發(fā)現(xiàn)WC納米顆粒在熱處理過(guò)程中沒(méi)有任何組織結(jié)構(gòu)改變，而鍍層的基質(zhì)Ni-P由非晶態(tài)轉(zhuǎn)變成晶態(tài)，隨之硬度和耐磨性也得到了提高，其中經(jīng)400℃熱處理后的性能達(dá)到最佳，硬度達(dá)到1150 HV，摩擦磨損系數(shù)約為0.1。 4.對(duì)納米復(fù)合鍍層的磨損形貌進(jìn)行了

4、SEM觀察，表明在磨損過(guò)程中，彌散分布的納米顆粒通過(guò)阻礙位錯(cuò)的滑移來(lái)阻礙塑性變形的發(fā)生，并對(duì)復(fù)合鍍層起到了硬質(zhì)強(qiáng)化作用，抑制疲勞裂紋的萌生和擴(kuò)展，揭示了納米復(fù)合鍍層具有優(yōu)良抗接觸疲勞性能的本質(zhì)。 5.對(duì)納米復(fù)合鍍層組織與抗微動(dòng)磨損性能關(guān)系的研究，闡明了納米復(fù)合鍍層的抗微動(dòng)磨損機(jī)理。納米復(fù)合鍍層細(xì)小的組織結(jié)構(gòu)、高硬度和彌散分布的納米顆粒以及微動(dòng)磨損過(guò)程中納米顆粒對(duì)磨屑層的再?gòu)?qiáng)化，提高復(fù)合鍍層磨損面的塑性變形抗力，抑制裂紋的萌生和擴(kuò)