鈦合金化學鍍制備厚鍍層與性能研究.pdf

1、鈦合金是一種性能優(yōu)異的金屬，廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域，針對航空發(fā)動機零部件大尺寸的修復(fù)問題，本論文提出了采用化學鍍方法制備厚鍍層修復(fù)并研究鍍層性能的問題，文中采用補加鍍液的方式延長施鍍時間以此獲得厚度較大的鍍層。
　　對鈦合金基體制備厚鍍層中的前處理、鍍液補加與維護等問題進行研究并提出相應(yīng)的解決方案。通過正交試驗確定出鍍液中主要成分的含量為硫酸鎳25g/L，次磷酸鈉26g/L，醋酸鈉20g/L，絡(luò)合劑（1）31ml/L，絡(luò)合劑（2）

2、5g/L，通過對比1mg/L Pb2+和20mg/L穩(wěn)定劑1對鍍液穩(wěn)定性、沉積速度、鍍層形貌、含磷量及鍍層耐蝕性的影響，確定20mg/L穩(wěn)定劑1為鍍液的穩(wěn)定劑。在鈦合金的前處理過程中，采用了化銑廢液作為活化液的方案，實現(xiàn)了化銑廢液的有效利用。實驗結(jié)果表明，測試鎳離子的吸光度時可以不考慮溶液中的絡(luò)合劑（1）、絡(luò)合劑（2）、醋酸鈉和次磷酸鈉濃度對鎳離子吸光度的影響；為維持鍍液成分的穩(wěn)定在鍍液施鍍1h左右時就應(yīng)補加鍍液，在施鍍過程中要在不斷攪

3、拌的狀態(tài)下多次少量的補加稀的堿液以維持鍍液pH穩(wěn)定。
　　采用兩種不同制備方式制備厚鍍層，一種是采用補加鍍液方式一次性鍍4.5h后鍍層厚度達到80μm；另一種是先采用補加鍍液方式鍍覆3h后，取出放入摻加稀土的鍍液中繼續(xù)鍍覆1.5h，最終鍍層總厚度接近100μm。兩種方式制備的厚鍍層結(jié)合力經(jīng)過GBT5270-2005中的方法測試后均達標；SEM顯示鍍層呈現(xiàn)Ni-P鍍層的典型“包狀”特征；XRD表明化學鍍層呈現(xiàn)非晶結(jié)構(gòu)，200℃31h

4、熱處理后鍍層結(jié)構(gòu)依然為非晶結(jié)構(gòu)。鍍層在300℃31h熱處理后出現(xiàn)晶化中間產(chǎn)物Ni5P2，400℃31h熱處理后鍍層完全晶化為Ni3P和Ni。顯微硬度測試表明兩種方法制備的鍍層熱處理后的硬度較不熱處理有明顯提高，其中400℃31h熱處理后硬度值達到1000Hv左右；經(jīng)過化學鍍后的試驗?zāi)臀g性均好于空白試驗，其中200℃31h熱處理后的鍍層耐蝕性最好。
　　對化學鍍層進行了稀土改性的研究。研究結(jié)果表明，經(jīng)過稀土改性的鍍層微觀形貌和鍍態(tài)晶

5、型沒有發(fā)生改變。XPS分析表明，試樣中Ni的2p1/2電子結(jié)合能為870.17ev，與 Ni單質(zhì)的電子結(jié)合能相同。試樣中 P的2p3/2電子結(jié)合能為129.86ev，與Ni89P11的中P2p3/2電子結(jié)合能129.2eV基本相等。Ce的3d5/2電子結(jié)合能分別為880.5ev，881.5eV，883.1eV,這與Ce3+，Ce4+，Ce的中Ce3d5/2電子結(jié)合能基本相等，說明鍍層中Ce的價態(tài)存在三種。
　　對化學鍍廢液的處理及