電沉積非晶態(tài)Fe-W合金的制備、熱穩(wěn)定性及其表面改性研究.pdf

1、電沉積鎢基非晶合金鍍層具有很多優(yōu)異的性能，如裝飾性外觀(guān)、高熱穩(wěn)定性、高硬度、高耐磨性、良好的耐蝕性等等，是良好的代鉻鍍層材料。非晶態(tài)Fe-W合金鍍層，由于其成分、結(jié)構(gòu)均勻故具有更為優(yōu)良的硬度、耐磨性、耐蝕能力。但是，目前對(duì)電沉積非晶態(tài)Fe-W合金鍍層的結(jié)構(gòu)表征、熱穩(wěn)定性及其應(yīng)用性能擴(kuò)展方面的研究還很少見(jiàn)，尤其采用納米復(fù)合鍍技術(shù)和滲硼等表面強(qiáng)化技術(shù)，對(duì)非晶態(tài)Fe-W合金鍍層進(jìn)行表面改性，拓寬非晶態(tài)Fe-W合金應(yīng)用領(lǐng)域的研究還沒(méi)有報(bào)導(dǎo)。

2、 本文以檸檬酸銨為絡(luò)合劑、硫酸鐵為主鹽，采用直流電沉積技術(shù)制備了非晶態(tài)Fe-W合會(huì)鍍層，系統(tǒng)地研究了非晶態(tài)Fe-W合金的結(jié)構(gòu)、性能和熱穩(wěn)定性，發(fā)現(xiàn)隨著鍍層中W含量的增加，晶粒尺寸逐漸減小，鍍層的硬度、耐磨性和耐蝕性均有提高，但鍍層會(huì)產(chǎn)生裂紋，并趨向擴(kuò)大化。熱處理過(guò)程中非晶態(tài)Fe-W合金鍍層的硬度值、耐磨性能隨熱處理溫度升高而提高，800℃達(dá)最高值。而且W含量高的鍍層由于晶粒細(xì)小抑制了新相的析出與長(zhǎng)大，使得硬度、耐磨性提高。

3、針對(duì)W含量高的非晶態(tài)Fe-W合金鍍層，內(nèi)部畸變大，并存在大量裂紋的情況，首次制備了Fe-W-ZrO2納米顆粒復(fù)合鍍層。結(jié)構(gòu)分析表明Fe-W-ZrO2納米復(fù)合鍍層仍為非晶態(tài)，而且納米ZrO2顆粒的加入使得鍍層晶粒細(xì)化，鍍層表面的缺陷和孔洞明顯減少，鍍層內(nèi)裂紋基本消失。相比于非晶態(tài)Fe-W合金鍍層硬度、耐磨性以及耐蝕性和抗氧化性均有提高。熱處理研究表明非晶態(tài)Fe-W-ZrO2納米復(fù)合鍍層在400℃熱處理后即開(kāi)始晶化。由于復(fù)合鍍層的晶粒尺寸更

4、加細(xì)小，陽(yáng)礙了熱處理過(guò)程中新相的產(chǎn)生及其高溫下的長(zhǎng)大，鍍層硬度、耐磨性得到優(yōu)化。 本義首次嘗試對(duì)電沉積非晶態(tài)Fe-W合金鍍層進(jìn)行表面滲硼處理，形成鍍滲復(fù)合強(qiáng)化層，測(cè)試結(jié)果表明滲硼不僅可以在Fe-W合金表層形成硼化物層，而且經(jīng)過(guò)滲硼后Fe-W合金鍍層的硬度、耐磨性均有較大程度的提高。工藝分析顯示滲硼溫度是影響滲硼強(qiáng)化層結(jié)構(gòu)與性能的主要因素。600℃低溫滲硼后，非晶態(tài)Fe-W合金鍍層表面生成物相結(jié)構(gòu)為Fe2B和WB、厚度僅0.4 μ