化學(xué)鍍Ni-W-P三元合金工藝、組織結(jié)構(gòu)及性能研究.pdf

1、化學(xué)鍍Ni-W-P合金鍍層具有較好的耐磨性能，而且膜層厚度均勻、硬度高、耐蝕性好，且操作方便，成本低，成為近年來(lái)的研究熱點(diǎn)。但是，目前所報(bào)道的化學(xué)鍍Ni-W-P工藝存在鍍速低、鍍液不穩(wěn)定、施鍍過(guò)程中pH值變化大等問(wèn)題。本研究采用復(fù)合絡(luò)合劑，通過(guò)正交試驗(yàn)對(duì)化學(xué)鍍Ni-W-P工藝進(jìn)行了優(yōu)化，得出了最佳的工藝參數(shù)，并對(duì)鍍層的形貌、成分、組織結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了檢測(cè)并分析了它們之間的關(guān)系；同時(shí)詳細(xì)研究了熱處理對(duì)化學(xué)鍍Ni-W-P合金組織結(jié)構(gòu)和性能的

2、影響。 通過(guò)研究，得出以下結(jié)論: 1.在正交試驗(yàn)的基礎(chǔ)上優(yōu)化得到的化學(xué)鍍Ni-W-P配方為: NiSO4·6H2O 35g/LNa2WO4·2H2O 40g/LNaH2PO2·H2O 25g/LNa3C6H5O7·2H2O 100g/LCH3CH(OH)COOH 5ml/L(NH4)2SO4 30g/LpH: 9溫度: 80℃ 2.化學(xué)鍍Ni-W-P合金表面由“胞狀”組織組成，隨著W含量的增加，鍍層表面的

3、胞狀組織尺寸增大，且越來(lái)越明顯。 3.XRD分析表明，Ni基衍射峰向低角度偏移，由此可知Ni-W-P合金為P和W在Ni基上的過(guò)飽和固溶體。鍍層在鍍態(tài)下呈現(xiàn)為非晶態(tài)、微晶及納米晶的單一或混合結(jié)構(gòu)，并處于熱力學(xué)亞穩(wěn)定狀態(tài)；熱處理后鍍層發(fā)生重結(jié)晶，晶粒細(xì)化并隨著溫度升高開(kāi)始析出Ni3P穩(wěn)定相。 4.化學(xué)鍍Ni-W-P三元合金鍍層中P的含量隨W含量的增加而減少。鍍層結(jié)構(gòu)為非晶態(tài)時(shí)，所需的磷含量要低于非晶態(tài)Ni-P二元合金鍍層所需

4、的磷含量值，且所需磷含量隨鍍層中鎢含量的增加而降低。 5.W的共沉積提高了Ni3P穩(wěn)定相的析出溫度，因而大大提高了鍍層的熱穩(wěn)定性，且當(dāng)W含量達(dá)到一定值時(shí)，還能穩(wěn)定鍍層中的晶粒尺寸。 6.Ni(W)固溶體，晶粒細(xì)化和Ni3P沉積相是引起鍍層硬度提高的主要原因。鍍層硬度與W含量有著密切的關(guān)系，硬度隨著W含量的增加而增加，當(dāng)W含量增加到6.28wt.％時(shí)，硬度高達(dá)991HK10；熱處理對(duì)鍍層硬度也有顯著影響。經(jīng)400℃熱處理后

5、，鍍層的晶粒尺寸達(dá)到最小，同時(shí)有Ni3P相析出，硬度達(dá)到最大值:但溫度繼續(xù)升高，晶粒長(zhǎng)大，硬度有所下降。 7.鍍層的耐蝕性與其致密度及結(jié)構(gòu)有著密切的關(guān)系，因?yàn)殄儗又蠾含量的增加使其晶界等缺陷增多，并導(dǎo)致鍍層的致密度在一定程度降低，所以隨著W含量的增多耐蝕性降低。當(dāng)熱處理溫度升高，鍍層的耐蝕性先提高，400℃熱處理后耐蝕性最優(yōu)異，繼續(xù)升高溫度則又有所下降。 8.熱處理后鍍層與基體之間的結(jié)合力明顯增強(qiáng)，可能是因?yàn)樵趦烧叩慕Y(jié)合