Ni-P-Si3N4金屬陶瓷復(fù)合鍍層的制備及其摩擦學(xué)性能研究.pdf

1、摩擦磨損每年帶來極大的損失，降低摩擦系數(shù)，減小磨損也成了表面工程領(lǐng)域的一個重要研究課題。本論文通過化學(xué)復(fù)合鍍的方法，讓固體微粒與基質(zhì)合金在試件表面共沉積，制備出復(fù)合鍍層和梯度復(fù)合鍍層，提高試件的耐磨減摩性，并且鍍層與基體具有良好的結(jié)合力、耐蝕性。
　　對比常用硬質(zhì)微粒和潤滑微粒，篩選出Si3N4、SiC和WS2三種微粒與基質(zhì)合金共沉積，制備Ni-P基和Ni-Mo-P基兩種化學(xué)復(fù)合鍍層。在研究分析復(fù)合鍍層性能的基礎(chǔ)上，本文還制備了N

2、i-P-Si3N4、Ni-P-Si3N4-WS2、Ni-P-Si3N4-SiC-WS2三種梯度復(fù)合鍍層，并對復(fù)合鍍層與梯度鍍層的性能做了對比分析。
　　運用SEM、EDS和XRD對鍍層表面進行微觀形貌和組織成分分析，對于鍍層的顯微硬度和耐腐蝕性分別通過顯微硬度儀和電化學(xué)工作站進行了測試，最后在球盤式摩擦磨損試驗機上測定了鍍層的摩擦系數(shù)，通過失重法分析鍍層的耐磨性，并且通過SEM觀察鍍層的磨痕形貌，對鍍層的磨損機理做了分析。

3、　　制備的復(fù)合鍍層表面光滑平整，無明顯缺陷，測定Ni-P基復(fù)合鍍層屬于 P含量為5％～10%的中磷鍍層，鍍層結(jié)構(gòu)為非晶態(tài)+微晶態(tài)。隨著鍍液中固體微粒添加量的增加，鍍層的沉積速率和鍍層中微粒的共沉積量都按先增大后減小的規(guī)律變化。復(fù)合鍍層的硬度隨鍍層中硬質(zhì)微粒沉積量的增加而變大，潤滑微粒WS2的加入，使得鍍層的硬度有所下降。Ni-P-Si3N4復(fù)合鍍層在 Si3N4微粒添加量為5g/L時，硬度達到最大值727HV，Ni-P-Si3N4-WS

4、2復(fù)合鍍層Si3N4微粒添加量為5g/L，WS2微粒添加量為2g/L時，其硬度只有677HV。
　　用光學(xué)顯微鏡觀察梯度復(fù)合鍍層的截面，可以清晰地看出微粒共沉積入鍍層之中，并且沿著厚度方向，鍍層的組織成分呈梯度變化。由于預(yù)鍍層的存在，鍍層與基體結(jié)合更好，層間無明顯分界，實現(xiàn)了漸變過渡，層間結(jié)合良好，鍍層表面平整光滑無明顯缺陷，經(jīng)EDS分析，鍍層表面含有所添加的各種微粒。
　　與Ni-P基質(zhì)鍍層相比，Si3N4微粒的共沉積使復(fù)