Ni-P-SiC復(fù)合化學(xué)鍍的工藝與性能研究.pdf

1、與傳統(tǒng)的鋼鐵材料或鋁合金相比，鈦合金是一種新型的結(jié)構(gòu)材料。因其質(zhì)輕，比強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn),而得到廣泛應(yīng)用，特別在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用，被稱為“太空金屬”。鈦合金種類繁多，Ti6Al4V（TC4）是最早開(kāi)發(fā)的鈦合金，使用至今，仍是航空航天應(yīng)用的主體材料。雖然鈦合金性能優(yōu)異，但其存在表面易氧化，耐磨性能較差等問(wèn)題，使其在一些特殊條件下使用受到限制。
　　利用化學(xué)鍍鎳技術(shù)可以改善鈦合金表面耐磨性，且Ni-P合金鍍層硬度較高，具有較好的耐腐蝕性能

2、，進(jìn)一步拓寬了鈦合金使用范圍。然而，材料的耐磨性能與其表面硬度有直接關(guān)系，為更高的提升硬度，本課題在Ni-P低磷化學(xué)鍍基礎(chǔ)上研究了鈦合金表面Ni-P-SiC復(fù)合化學(xué)鍍層性能及其制備工藝。即在低磷鍍液中添加入不溶的第二性SiC硬質(zhì)顆粒，與Ni-P合金發(fā)生共沉積，形成Ni-P-SiC復(fù)合鍍層，提高鍍層硬度。
　　基于低磷鍍鎳液的不穩(wěn)定性，本實(shí)驗(yàn)優(yōu)先研究穩(wěn)定劑硫脲在化學(xué)鍍鎳時(shí)的穩(wěn)定效果，通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到了添加0.5mg/L硫脲的鍍液較穩(wěn)定，

3、鍍層為低磷晶態(tài)鍍層，含磷量為3.35％。
　　優(yōu)化的二元低磷鍍鎳液的配方為：硫酸鎳18~28g/L，次亞磷酸鈉20~30g/L，絡(luò)合劑16ml/L，絡(luò)合劑B20ml/L，硫脲0.5mg/L，添加劑1g/L，氨水（調(diào)節(jié)pH）。試驗(yàn)條件為：施鍍溫度85±2℃，pH=7.0±0.2，鍍液裝載量0.5~1dm2/L。
　　復(fù)合化學(xué)鍍時(shí)，為確保鍍層中共析的SiC微粒均勻分布，鍍層的性能穩(wěn)定，低磷鍍液中的SiC應(yīng)為穩(wěn)定的分散懸浮液。所以

4、，復(fù)合化學(xué)鍍首先研究SiC粉體的分散穩(wěn)定性，利用超聲波分散和高剪切分散等物理方法分散超微（粒徑1~300nm）SiC粉體。研究結(jié)果為：超聲波方法分散，其超聲頻率50kHz，時(shí)間60min的SiC粒度分布在0.2~0.8μm之間，效果最佳；高剪切方法分散，其高剪切轉(zhuǎn)速4500r/min，時(shí)間30min的SiC粒度50nm~100nm之間，效果最佳。兩種物理分散方法，高剪切分散粒度滿足復(fù)合鍍使用要求，所以選用高剪切分散超微SiC粉體。