低碳鋼表面Ni-P-β-SiC化學(xué)復(fù)合鍍層制備及性能.pdf

1、化學(xué)鍍是一種新型的表面處理技術(shù),該技術(shù)以其工藝簡(jiǎn)單、耗能少、成本低等優(yōu)點(diǎn)日益受到人們的關(guān)注。β-SiC具有良好的光潔度和拋光性能,優(yōu)異的抗蠕變、抗斷裂性能和低膨脹系數(shù)等優(yōu)點(diǎn)。將其加入化學(xué)鍍?nèi)芤褐?使其與基質(zhì)金屬共沉積,得到的復(fù)合鍍層不僅具有普通化學(xué)鍍層的優(yōu)異性能,還具有復(fù)合顆粒的特性,從而賦予復(fù)合鍍層優(yōu)良的綜合性能。
　　本課題首先通過(guò)正交試驗(yàn)對(duì)已有的化學(xué)鍍Ni-P合金工藝進(jìn)行了優(yōu)化。研究了鍍液中硫酸鎳、次亞磷酸鈉、乳酸和PH值等

2、鍍液中主要成分及工藝對(duì)化學(xué)鍍Ni-P鍍層性能的影響,確定了化學(xué)鍍Ni-P合金鍍層的最佳工藝配方為:硫酸鎳25g/L、次亞磷酸鈉27g/L、乳酸27ml/L、碳酸氫鈉20~23g/L、氟化鈉1g/L、乙酸鉛1mg/L、PH值5.2、溫度84±2℃;實(shí)驗(yàn)中對(duì)化學(xué)鍍Ni-P鍍層鍍速影響最大的因素為鍍液的PH值,對(duì)化學(xué)鍍Ni-P鍍層顯微硬度影響最大的因素則為鍍液中硫酸鎳的濃度。利用顯微硬度計(jì)、光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡(SEM)、和X-ray衍射儀(

3、XRD)等手段對(duì)所得鍍層的顯微硬度、形貌、成分和組織結(jié)構(gòu)等進(jìn)行了觀察、分析和表征。結(jié)果表明,化學(xué)鍍Ni-P合金鍍層平均磷含量為8.77%,屬中磷鍍層;鍍層外表光亮、平整、無(wú)缺陷,表面呈胞狀結(jié)構(gòu);整體厚度均勻,與基體結(jié)合緊密,鍍速為13.21μm/h;鍍態(tài)下化學(xué)鍍Ni-P合金鍍層組織為非晶態(tài)結(jié)構(gòu),顯微硬度為528.30HV0.025。
　　研究了鍍液中β-SiC顆粒的添加量對(duì)Ni-P-β-SiC復(fù)合鍍層性能的影響。結(jié)果表明,鍍液中β

4、-SiC顆粒的濃度為5g/L時(shí),得到的復(fù)合鍍層中β-SiC顆粒含量和鍍層顯微硬度最高,此時(shí)復(fù)合鍍層的鍍速為14.42μm/h,顯微硬度為578.41HV0.05,耐磨性優(yōu)于化學(xué)鍍Ni-P合金鍍層。鍍態(tài)下的復(fù)合鍍層仍為非晶態(tài)結(jié)構(gòu),β-SiC均勻的分布在Ni-P基質(zhì)金屬中;鍍層表面平整、厚度均一,與基體結(jié)合良好,無(wú)明顯孔隙和裂紋。熱處理后,Ni-P-β-SiC復(fù)合鍍層的組織結(jié)構(gòu)從非晶態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榫B(tài),在這個(gè)過(guò)程中析出Ni3P等硬質(zhì)相從而大幅提高