納米顆粒增強Cr基復(fù)合電刷鍍層的制備及性能研究.pdf

1、本文通過電刷鍍分別在45號鋼基體和灰口鑄鐵基體表面沉積了不同納米粒子復(fù)合量的Cr-CNTs及Cr-n-Al2O3復(fù)合鍍層。通過掃描電鏡(SEM)對鍍層的截面形貌、表面形貌進行了表征,利用掃描電子顯微鏡附帶能譜儀(EDS)分析了復(fù)合的納米粒子在鍍層表面的分布。利用X射線衍射儀(XRD)對鍍層的組織結(jié)構(gòu)及晶粒尺寸進行了表征。此外,利用顯微硬度計、磨損試驗機、電化學(xué)工作站等儀器對鍍層的硬度、耐磨性、抗腐蝕性等進行了測試,分析了鍍層的磨損機理及

2、腐蝕機理,并深入探討了納米粒子的引入對鍍層性能產(chǎn)生的影響。
　　兩種基體的復(fù)合鍍層的組織形貌都表現(xiàn)為適量的納米粒子復(fù)合能夠使組織明顯細(xì)化致密化,但過多反而由于納米粒子的團聚導(dǎo)致顆粒粗大組織疏松。表面元素分析結(jié)果顯示加入的納米粒子彌散分布在鍍層表面,部分在鍍層的胞狀組織處富集,其余的大部分納米粒子被包裹在鍍層組織中。
　　XRD圖譜顯示所有復(fù)合鍍層的主強峰均為Cr(110),說明納米粒子的引入并沒有改變復(fù)合鍍層的結(jié)晶取向。謝樂

3、公式計算結(jié)果表明,鍍層晶粒尺寸為納米級別,且適量的納米復(fù)合會細(xì)化晶粒尺寸,從而使得鍍層的硬度得以提高。
　　兩種基體的復(fù)合鍍層的耐磨性均優(yōu)于純Cr鍍層。原因是納米硬質(zhì)相在鍍層中產(chǎn)生了彌散強化,并抑制摩擦副對鍍層的犁削作用及微裂紋的擴展,對鍍層表面起到一定的保護作用等,這些因素的共同作用提高了復(fù)合鍍層的耐磨性。同時,復(fù)合納米硬質(zhì)相的性能直接影響到復(fù)合鍍層的耐磨性。CNTs復(fù)合的復(fù)合鍍層的耐磨性優(yōu)于n-Al2O3的復(fù)合鍍層,原因是CN

4、Ts的鍵合及形態(tài)決定了其韌性自潤滑性及在鍍層中強的粘結(jié)力,相對于n-Al2O3粒子,對鍍層具有更明顯的保護及強化作用。磨損形貌分析得出:純Cr鍍層及復(fù)合鍍層的磨損機理均以磨粒磨損為主,且存在一定的粘著磨損,純Cr鍍層的粘著磨損較復(fù)合鍍層要嚴(yán)重。
　　兩種復(fù)合鍍層的極化曲線分析結(jié)果顯示,適量的納米粒子復(fù)合能夠提高鍍層的耐酸腐蝕性能,但對鍍層的耐堿腐蝕性能影響不大,主要原因歸結(jié)于兩者腐蝕機理的不同。Tafel擬合結(jié)果顯示,納米粒子的復(fù)